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ESO 4ºA · Matemáticas
ecuaciones · Sistemas de ecuaciones

Sistemas de ecuaciones lineales

En un corral hay vacas y gallinas: 35 cabezas y 110 patas en total. Una sola ecuación no basta para dos incógnitas, pero aquí tienes dos pistas: el número de cabezas y el número de patas. Juntando las dos ecuaciones que generan, el problema queda resuelto. Eso es un sistema.

Qué es un sistema de dos ecuaciones

v + g = 35 4v + 2g = 110

Comprobar es sustituir en ambas: $20 + 15 = 35$ ✓ y $4 \cdot 20 + 2 \cdot 15 = 80 + 30 = 110$ ✓. Si solo cumple una, no vale como solución del sistema.

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Comprueba si el par de valores $x = 3$, $y = -2$ es solución del siguiente sistema de ecuaciones. Justifica tu respuesta mostrando los cálculos. $$ \begin{cases} 4x + 3y…

Comprueba si el par de valores $x = 3$, $y = -2$ es solución del siguiente sistema de ecuaciones. Justifica tu respuesta mostrando los cálculos.

$$ \begin{cases} 4x + 3y = 6 \\ -2x + 5y = -16 \end{cases} $$
Resolver
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En una granja hay vacas y gallinas. Si en total se cuentan $35$ cabezas y $110$ patas, plantea un sistema de ecuaciones lineales para averiguar cuántos animales hay de…

En una granja hay vacas y gallinas. Si en total se cuentan $35$ cabezas y $110$ patas, plantea un sistema de ecuaciones lineales para averiguar cuántos animales hay de cada clase.

Resolver

Significado gráfico: dos rectas

Cada ecuación del sistema es una recta. La solución del sistema es el punto donde se cortan.

se cortan: compatible determinado paralelas: incompatible coinciden: compatible indeterminado
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Observa la siguiente representación gráfica de un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas. Determina la solución del sistema a partir de la gráfica y…

Observa la siguiente representación gráfica de un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas. Determina la solución del sistema a partir de la gráfica y clasifícalo según su número de soluciones.

X Y 2 1 r₁ r₂
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Clasificar sin resolver: comparando coeficientes

Puedes saber de qué tipo es un sistema sin resolverlo, solo comparando las razones entre coeficientes de $\begin{cases} a_1x + b_1y = c_1 \\ a_2x + b_2y = c_2 \end{cases}$.

a₁/a₂ , b₁/b₂ , c₁/c₂ distintas → se cortan dos iguales → paralelas las tres iguales → coinciden
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Clasifica los siguientes sistemas en compatibles determinados, compatibles indeterminados o incompatibles, analizando la proporción entre sus coeficientes, sin necesidad…

Clasifica los siguientes sistemas en compatibles determinados, compatibles indeterminados o incompatibles, analizando la proporción entre sus coeficientes, sin necesidad de resolverlos. Justifica tu respuesta en cada caso.

  1. a) $ \begin{cases} 3x - 2y = 5 \\ -6x + 4y = -10 \end{cases} $
  2. b) $ \begin{cases} x + 4y = 7 \\ 2x + 8y = 12 \end{cases} $
  3. c) $ \begin{cases} 5x - y = 3 \\ 2x + 3y = 8 \end{cases} $
Resolver

Clasificar sin dividir entre cero

Para dos ecuaciones que representen rectas, si $a_1b_2-a_2b_1\ne0$, hay una única solución. Si vale cero, compara las filas $(a_1,b_1,c_1)$ y $(a_2,b_2,c_2)$: coeficientes proporcionales y constantes en la misma proporción dan la misma recta; si las constantes no guardan esa proporción, no hay solución. Una ecuación $0x+0y=0$ no impone condición; $0x+0y=c$ con $c\ne0$ es imposible.

Por ejemplo, $x=2$, $y=3$ tiene solución única $(2,3)$, aunque el método de los cocientes dividiría entre cero.

Sistemas con parámetro

Cuando un sistema tiene una letra además de $x$ e $y$ (un parámetro, normalmente $k$), puedes usar la misma comparación de coeficientes para estudiar cómo cambia el tipo de sistema según su valor.

kx + 2y = 6 3x + (k−1)y = 9 ? k = 3 → incompatible k = −2 → incompatible otro k → una solución
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Discute el siguiente sistema de ecuaciones en función del parámetro $k$. Determina para qué valor de $k$ el sistema tiene infinitas soluciones, para cuál no tiene…

Discute el siguiente sistema de ecuaciones en función del parámetro $k$. Determina para qué valor de $k$ el sistema tiene infinitas soluciones, para cuál no tiene solución y para cuáles tiene una solución única.

$$ \begin{cases} kx + 2y = 6 \\ 3x + (k-1)y = 9 \end{cases} $$
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Profundización: sistemas de tres ecuaciones con tres incógnitas

La misma idea se extiende a tres incógnitas con tres ecuaciones. La herramienta habitual es el método de Gauss: usar la reducción para ir eliminando incógnitas hasta dejar una ecuación escalonada con una sola.

x + 2y − z = 3 2x − y + 3z = 10 −x + 3y + 2z = 5 → x + 2y − z = 3 5y + z = 4 11z = 22 Gauss: cada fila con una incógnita menos

Una vez escalonado, se resuelve de abajo hacia arriba: primero $z$, luego se sustituye para hallar $y$, y por último $x$.

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Resuelve el siguiente sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas utilizando el método de reducción (método de Gauss): $$ \begin{cases} x + 2y - z = 3 \\ 2x - y + 3z…

Resuelve el siguiente sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas utilizando el método de reducción (método de Gauss):

$$ \begin{cases} x + 2y - z = 3 \\ 2x - y + 3z = 10 \\ -x + 3y + 2z = 5 \end{cases} $$
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Resumen

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