Ecuaciones de segundo grado
La caja de un videojuego tiene una base cuadrada de 144 cm². ¿Cuánto mide el lado? Buscas un $x$ tal que $x^2 = 144$: es una ecuación de segundo grado, porque la incógnita está elevada al cuadrado. Estas ecuaciones pueden tener dos soluciones, una o ninguna. Hay dos caminos para resolverlas: factorizar, cuando se puede, y la fórmula general, que funciona siempre.
Forma general
Gráficamente, $y = ax^2 + bx + c$ es una parábola, y las soluciones son los puntos donde corta al eje X. Mueve $a$, $b$ y $c$ y observa cuántos cortes hay:
Para cada una de las siguientes ecuaciones de segundo grado, identifica los coeficientes $a$, $b$ y $c$ e indica si se trata de una ecuación completa o incompleta: a)…
Para cada una de las siguientes ecuaciones de segundo grado, identifica los coeficientes $a$, $b$ y $c$ e indica si se trata de una ecuación completa o incompleta:
- a) $x^2 - 5x + 6 = 0$
- b) $2x^2 - 32 = 0$
- c) $x^2 + 8x = 0$
- d) $3 - x^2 + 2x = 0$
Comprueba, sin resolver la ecuación, si los valores de $x$ propuestos son solución de la igualdad $x^2 - 4x + 3 = 0$: a) $x = 1$ b) $x = 0$ c) $x = 3$ d) $x = -1$
Comprueba, sin resolver la ecuación, si los valores de $x$ propuestos son solución de la igualdad $x^2 - 4x + 3 = 0$:
- a) $x = 1$
- b) $x = 0$
- c) $x = 3$
- d) $x = -1$
Ecuaciones incompletas
Se resuelven sin fórmula, y más rápido:
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas del tipo $ax^2 + c = 0$. Recuerda que si el resultado de la raíz cuadrada no es un número real, debes…
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas del tipo $ax^2 + c = 0$. Recuerda que si el resultado de la raíz cuadrada no es un número real, debes indicarlo:
- a) $x^2 - 25 = 0$
- b) $3x^2 - 12 = 0$
- c) $x^2 + 16 = 0$
- d) $2x^2 = 50$
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas del tipo $ax^2 + bx = 0$ mediante la extracción de factor común: a) $x^2 - 7x = 0$ b) $2x^2 + 10x = 0$ c)…
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas del tipo $ax^2 + bx = 0$ mediante la extracción de factor común:
- a) $x^2 - 7x = 0$
- b) $2x^2 + 10x = 0$
- c) $3x^2 = 6x$
- d) $x^2 + x = 0$
El área de la base cuadrada de una caja de almacenamiento para videojuegos es de $144\text{ cm}^2$. Calcula cuánto mide el lado de la base planteando una ecuación de…
El área de la base cuadrada de una caja de almacenamiento para videojuegos es de $144\text{ cm}^2$. Calcula cuánto mide el lado de la base planteando una ecuación de segundo grado.
Resolver por factorización
La idea de las incompletas sirve para muchas más ecuaciones: si consigues escribir $ax^2 + bx + c$ como un producto de dos factores, la ecuación se resuelve sola. Es el primer método que pide el programa de 3° de secundaria, y suele ser el más rápido.
1. Factor común
Cuando no hay término independiente ($c = 0$), todos los términos llevan $x$: sácala. $\ 5x^2 - 20x = 0 \Rightarrow 5x\,(x - 4) = 0 \Rightarrow x = 0$ o $x = 4$.
2. Diferencia de cuadrados
Un cuadrado menos otro cuadrado se factoriza como el producto de dos binomios conjugados:
$$x^2 - a^2 = (x + a)(x - a)$$Así, $x^2 - 49 = 0 \Rightarrow (x + 7)(x - 7) = 0 \Rightarrow x = -7$ o $x = 7$. Y también con coeficientes: $4x^2 - 9 = (2x + 3)(2x - 3) = 0 \Rightarrow x = \pm\frac{3}{2}$. Mueve $a$ y $b$ para ver por qué $(a + b)(a - b) = a^2 - b^2$:
3. Trinomio $x^2 + bx + c$
Es el producto de dos binomios con término común: $(x + p)(x + q) = x^2 + (p + q)\,x + p\,q$. Leído al revés, para factorizar buscas dos números $p$ y $q$:
El dibujo muestra $x^2 + 5x + 6 = (x + 2)(x + 3)$: el rectángulo de lados $x + 2$ y $x + 3$ se parte en un cuadrado $x^2$, dos tiras que suman $5x$ y un rectángulo de $2 \times 3 = 6$.
Si no encuentras los números (por ejemplo, en $x^2 - 5x - 1 = 0$ no hay enteros que sirvan), no pierdas tiempo: usa la fórmula general.
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas utilizando el método más rápido (extracción de factor común o despeje directo de la raíz): a)…
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas utilizando el método más rápido (extracción de factor común o despeje directo de la raíz):
- a) $4x^2 - 100 = 0$
- b) $3x^2 + 15x = 0$
- c) $\frac{x^2}{2} - 8 = 0$
- d) $5x^2 = 2x$
Dada la ecuación de segundo grado $x^2 + kx + 12 = 0$, calcula el valor del coeficiente $k$ sabiendo que una de las soluciones de la ecuación es $x = 3$. Una vez…
Dada la ecuación de segundo grado $x^2 + kx + 12 = 0$, calcula el valor del coeficiente $k$ sabiendo que una de las soluciones de la ecuación es $x = 3$. Una vez encontrado $k$, halla la otra solución de la ecuación.
La fórmula general
Para cualquier ecuación completa, se pueda factorizar o no:
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$El $\pm$ da dos soluciones: una sumando la raíz y otra restándola.
Aplica la fórmula general $x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$ para hallar las soluciones de las siguientes ecuaciones completas: a) $x^2 - 6x + 8 = 0$ b)…
Aplica la fórmula general $x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$ para hallar las soluciones de las siguientes ecuaciones completas:
- a) $x^2 - 6x + 8 = 0$
- b) $x^2 + x - 12 = 0$
Resuelve la siguiente ecuación de segundo grado simplificando primero las expresiones algebraicas mediante el desarrollo de los productos notables: $$(2x - 3)^2 - (x +…
Resuelve la siguiente ecuación de segundo grado simplificando primero las expresiones algebraicas mediante el desarrollo de los productos notables:
$$(2x - 3)^2 - (x + 1)^2 = -5$$Recuerda que para aplicar la fórmula general, primero debes reducir la ecuación a la forma $ax^2 + bx + c = 0$.
El discriminante: ¿cuántas soluciones?
Lo que hay dentro de la raíz, $\Delta = b^2 - 4ac$, se llama discriminante y dice cuántas soluciones hay sin resolver:
| $\Delta = b^2 - 4ac$ | Soluciones |
|---|---|
| $\Delta > 0$ | Dos soluciones distintas |
| $\Delta = 0$ | Una solución (doble): $x = -\frac{b}{2a}$ |
| $\Delta < 0$ | Ninguna solución real (no existe la raíz de un negativo) |
Calcula el valor del discriminante $\Delta = b^2 - 4ac$ para cada ecuación e indica si tiene dos soluciones, una solución doble o ninguna solución real (no es necesario…
Calcula el valor del discriminante $\Delta = b^2 - 4ac$ para cada ecuación e indica si tiene dos soluciones, una solución doble o ninguna solución real (no es necesario que calcules las soluciones):
- a) $x^2 - 4x + 4 = 0$
- b) $x^2 + 2x + 5 = 0$
- c) $x^2 - 5x - 1 = 0$
Estudia el discriminante ($\Delta = b^2 - 4ac$) de las siguientes ecuaciones y determina, sin resolverlas, cuántas soluciones reales tiene cada una. Justifica tu…
Estudia el discriminante ($\Delta = b^2 - 4ac$) de las siguientes ecuaciones y determina, sin resolverlas, cuántas soluciones reales tiene cada una. Justifica tu respuesta en cada caso:
- a) $x^2 - 6x + 9 = 0$
- b) $2x^2 + 3x + 5 = 0$
- c) $3x^2 - 4x - 2 = 0$
¿Qué valor debería tomar el término independiente en la ecuación a) para que de repente no tuviera solución?
Dada la ecuación de segundo grado $x^2 - (k-2)x + k = 0$, determina qué valores debe tomar el parámetro $k$ para que la ecuación tenga una única solución real (solución…
Dada la ecuación de segundo grado $x^2 - (k-2)x + k = 0$, determina qué valores debe tomar el parámetro $k$ para que la ecuación tenga una única solución real (solución doble).
Ampliación: ecuaciones bicuadradas
Este tipo de ecuación no forma parte del programa de 3° de secundaria, pero es útil para la preparatoria. En $x^4 - 13x^2 + 36 = 0$ solo aparecen $x^4$ y $x^2$. El truco es un cambio de variable: llamamos $t = x^2$ (así $x^4 = t^2$).
Las ecuaciones bicuadradas se pueden resolver haciendo un cambio de variable $t = x^2$. Utiliza esta técnica para encontrar las cuatro soluciones reales de la siguiente…
Las ecuaciones bicuadradas se pueden resolver haciendo un cambio de variable $t = x^2$. Utiliza esta técnica para encontrar las cuatro soluciones reales de la siguiente ecuación:
$$x^4 - 13x^2 + 36 = 0$$Problemas de segundo grado
Al resolver un problema, descarta las soluciones que no tengan sentido: una longitud negativa, un número de personas con decimales…
Si al cuadrado de un número entero le sumamos su triple, obtenemos como resultado cero. ¿De qué números podría tratarse? Plantea la ecuación y halla las posibles…
Si al cuadrado de un número entero le sumamos su triple, obtenemos como resultado cero. ¿De qué números podría tratarse? Plantea la ecuación y halla las posibles soluciones.
El producto de dos números naturales consecutivos es igual a su suma aumentada en $19$ unidades. ¿De qué números estamos hablando?
El producto de dos números naturales consecutivos es igual a su suma aumentada en $19$ unidades. ¿De qué números estamos hablando?
Queremos colocar un marco de madera de ancho constante $x$ alrededor de una fotografía rectangular de $10\text{ cm}$ por $15\text{ cm}$. Si sabemos que el área total…
Queremos colocar un marco de madera de ancho constante $x$ alrededor de una fotografía rectangular de $10\text{ cm}$ por $15\text{ cm}$. Si sabemos que el área total (foto más marco) debe ser de $300\text{ cm}^2$, ¿cuál debe ser el ancho $x$ del marco?