Sistemas no lineales
Un terreno rectangular en Oaxaca tiene $28$ m de perímetro y $48$ m² de área. ¿Cuánto miden sus lados? Una ecuación no basta: hay dos incógnitas y una de las ecuaciones tiene un producto. Al final de la página lo resolvemos.
Qué es un sistema no lineal
El método de siempre sigue funcionando: despeja una incógnita en la ecuación más sencilla y sustitúyela en la otra. Casi siempre termina en una ecuación cuadrática. Geométricamente, las soluciones son los puntos donde se cruzan las dos gráficas.
La parábola $y=x^2-4x+3$ y la recta $y=x-1$ se cortan en dos puntos: el sistema tiene dos soluciones.
Resuelve el siguiente sistema no lineal, que representa la intersección entre una parábola y una recta: $y = x^2 - 4x + 3$ $y = x - 1$
Resuelve el siguiente sistema no lineal, que representa la intersección entre una parábola y una recta:
$y = x^2 - 4x + 3$
$y = x - 1$
Halla las soluciones del siguiente sistema formado por la ecuación de una circunferencia y una recta: $x^2 + y^2 = 25$ $x + y = 7$
Halla las soluciones del siguiente sistema formado por la ecuación de una circunferencia y una recta:
$x^2 + y^2 = 25$
$x + y = 7$
Encuentra los valores de $x$ e $y$ que verifican el siguiente sistema: $xy = 12$ $x - y = 4$
Encuentra los valores de $x$ e $y$ que verifican el siguiente sistema:
$xy = 12$
$x - y = 4$
Exponenciales y logarítmicos
Cuando hay sumas de potencias
Si aparece $3^x + 2^y$, no se pueden igualar exponentes. Se hace un cambio de variable: $u=3^x$, $v=2^y$. Observa que $3^{x+1}=3\cdot 3^x=3u$ y $2^{y-1}=\frac{2^y}{2}=\frac{v}{2}$.
Una potencia siempre es positiva: si al resolver el sistema lineal $u$ o $v$ salen negativos o cero, el sistema no tiene solución.
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales, expresando ambas potencias con la misma base: $2^{x+y} = 32$ $2^{x-y} = 2$
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales, expresando ambas potencias con la misma base:
$2^{x+y} = 32$
$2^{x-y} = 2$
Determina la solución del sistema logarítmico, aplicando las propiedades de los logaritmos: $\log x + \log y = 1$ $x - y = 3$
Determina la solución del sistema logarítmico, aplicando las propiedades de los logaritmos:
$\log x + \log y = 1$
$x - y = 3$
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales aplicando un cambio de variable adecuado: $3^x + 2^y = 11$ $3^{x+1} - 2^{y-1} = 26$
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales aplicando un cambio de variable adecuado:
$3^x + 2^y = 11$
$3^{x+1} - 2^{y-1} = 26$
Resuelve el sistema logarítmico y cuadrático, comprobando la validez de la solución obtenida: $\log(x) - \log(y) = 1$ $x^2 - y^2 = 99$
Resuelve el sistema logarítmico y cuadrático, comprobando la validez de la solución obtenida:
$\log(x) - \log(y) = 1$
$x^2 - y^2 = 99$
Sistemas con radicales
Para quitar una raíz se eleva al cuadrado. Conviene dejar la raíz sola en un lado antes de elevar.
Resuelve el siguiente sistema irracional. Asegúrate de comprobar si la solución obtenida es válida en la ecuación original: $\sqrt{x} + y = 5$ $x - y = 1$
Resuelve el siguiente sistema irracional. Asegúrate de comprobar si la solución obtenida es válida en la ecuación original:
$\sqrt{x} + y = 5$
$x - y = 1$
Encuentra la solución del siguiente sistema irracional: $\sqrt{x+y} + \sqrt{x-y} = 4$ $x - y = 4$
Encuentra la solución del siguiente sistema irracional:
$\sqrt{x+y} + \sqrt{x-y} = 4$
$x - y = 4$
Resuelve el siguiente sistema irracional, asegurándote de comprobar qué soluciones son válidas analizando el dominio de las raíces: $\sqrt{x^2 - y^2} = \sqrt{33}$…
Resuelve el siguiente sistema irracional, asegurándote de comprobar qué soluciones son válidas analizando el dominio de las raíces:
$\sqrt{x^2 - y^2} = \sqrt{33}$
$x + y = 11$
Suma y producto, fracciones y grado superior
Idea clave: si $x+y=S$ y $xy=P$, entonces $x$ e $y$ son las raíces de $t^2-St+P=0$.
Con ese rectángulo cerramos el gancho: $2(x+y)=28$ da $x+y=14$ y el área da $xy=48$.
Fracciones y circunferencia con hipérbola
Si hay $\frac1x+\frac1y$, súmalas: $\frac{x+y}{xy}$. Con $xy=6$ y $\frac1x+\frac1y=\frac56$ queda $\frac{x+y}{6}=\frac56$, es decir $x+y=5$: otra vez suma y producto.
Resuelve el siguiente sistema que contiene fracciones algebraicas: $\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{5}{6}$ $xy = 6$
Resuelve el siguiente sistema que contiene fracciones algebraicas:
$\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{5}{6}$
$xy = 6$
La suma de dos números positivos es $10$ y la suma de sus cuadrados es $58$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal y resuélvelo para encontrar dichos números.
La suma de dos números positivos es $10$ y la suma de sus cuadrados es $58$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal y resuélvelo para encontrar dichos números.
Resuelve el siguiente sistema formado por una ecuación racional y una cuadrática: $\frac{x+y}{x-y} = 5$ $x^2 + y^2 = 13$
Resuelve el siguiente sistema formado por una ecuación racional y una cuadrática:
$\frac{x+y}{x-y} = 5$
$x^2 + y^2 = 13$
La órbita circular de un satélite en un sistema de referencia sigue la ecuación $x^2 + y^2 = 25$, mientras que la trayectoria de un cometa describe la hipérbola…
La órbita circular de un satélite en un sistema de referencia sigue la ecuación $x^2 + y^2 = 25$, mientras que la trayectoria de un cometa describe la hipérbola $xy = 12$. Resuelve el sistema para encontrar las coordenadas exactas de los puntos de intersección de ambas trayectorias.
Resuelve el sistema de ecuaciones de grado superior. (Sugerencia: utiliza los productos notables y la factorización para simplificar la primera ecuación):…
Resuelve el sistema de ecuaciones de grado superior. (Sugerencia: utiliza los productos notables y la factorización para simplificar la primera ecuación):
$x^3 + y^3 = 35$
$x + y = 5$
Planteo de problemas
Para plantear: nombra las incógnitas, escribe una ecuación por cada condición, resuelve y comprueba que la solución tenga sentido (longitudes y personas positivas). Los importes se dan en pesos.
Una parcela rectangular tiene un perímetro de $40$ m y un área de $96$ m$^2$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal para calcular las dimensiones de la parcela y…
Una parcela rectangular tiene un perímetro de $40$ m y un área de $96$ m$^2$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal para calcular las dimensiones de la parcela y resuélvelo.
Un ciclista realiza un trayecto de $60$ km a velocidad constante. Si hubiera viajado $2$ km/h más rápido, habría tardado $1$ hora menos en completar el recorrido.…
Un ciclista realiza un trayecto de $60$ km a velocidad constante. Si hubiera viajado $2$ km/h más rápido, habría tardado $1$ hora menos en completar el recorrido. Plantea y resuelve un sistema no lineal para encontrar la velocidad media $v$ y el tiempo $t$ empleado.
Un grupo de amigos decide comprar un regalo de cumpleaños que cuesta $2\,400$ pesos, dividiendo el pago a partes iguales. A última hora se unen dos amigos más al grupo,…
Un grupo de amigos decide comprar un regalo de cumpleaños que cuesta $2\,400$ pesos, dividiendo el pago a partes iguales. A última hora se unen dos amigos más al grupo, lo que hace que la cuota de cada uno se reduzca en $60$ pesos. Plantea y resuelve un sistema para hallar cuántos amigos eran inicialmente y cuánto pagaba cada uno.
En un triángulo rectángulo, la hipotenusa mide $13$ cm y el perímetro total es de $30$ cm. Plantea un sistema de ecuaciones para determinar la longitud de los dos…
En un triángulo rectángulo, la hipotenusa mide $13$ cm y el perímetro total es de $30$ cm. Plantea un sistema de ecuaciones para determinar la longitud de los dos catetos.
Un depósito cilíndrico de chapa tiene un volumen interior de $54\pi$ m³ y un área lateral (sin contar las bases) de $36\pi$ m². Plantea un sistema para hallar el radio…
Un depósito cilíndrico de chapa tiene un volumen interior de $54\pi$ m³ y un área lateral (sin contar las bases) de $36\pi$ m². Plantea un sistema para hallar el radio de la base $r$ y la altura $h$ del cilindro, y resuélvelo.
Un capital $C$ se invierte a un tipo de interés compuesto anual $r$ (expresado en tanto por uno). Al finalizar el primer año, el montante generado es de $220\,000$…
Un capital $C$ se invierte a un tipo de interés compuesto anual $r$ (expresado en tanto por uno). Al finalizar el primer año, el montante generado es de $220\,000$ pesos. Al finalizar el segundo año, el montante asciende a $242\,000$ pesos. Plantea un sistema no lineal para calcular el capital inicial $C$ y la tasa de interés $r$, y resuélvelo.
Más cambios de variable
Resuelve el siguiente sistema mixto que combina ecuaciones exponenciales y logarítmicas: $2^x \times 2^y = 64$ $\log_2 x + \log_2 y = 3$
Resuelve el siguiente sistema mixto que combina ecuaciones exponenciales y logarítmicas:
$2^x \times 2^y = 64$
$\log_2 x + \log_2 y = 3$
Resuelve el siguiente sistema logarítmico aplicando las propiedades de cambio de base y sustitución: $\log_y x + \log_x y = \frac{5}{2}$ $xy = 27$
Resuelve el siguiente sistema logarítmico aplicando las propiedades de cambio de base y sustitución:
$\log_y x + \log_x y = \frac{5}{2}$
$xy = 27$
Discutir con un parámetro: tangencia
Una recta puede cortar a una curva en dos puntos, tocarla en uno (tangente) o no tocarla. Con un parámetro, el número de soluciones se estudia con el discriminante $\Delta=b^2-4ac$ de la cuadrática resultante.
Discute para qué valores del parámetro $k$ el siguiente sistema tiene exactamente una solución (esto equivale geométricamente a la condición de tangencia entre la…
Discute para qué valores del parámetro $k$ el siguiente sistema tiene exactamente una solución (esto equivale geométricamente a la condición de tangencia entre la circunferencia y la recta):
$x^2 + y^2 = 10$
$x + y = k$
Vuelve al principio: el terreno mide $6$ m por $8$ m. Con la suma ($14$) y el producto ($48$) se plantea $t^2-14t+48=0$.