Cómo resolver ecuaciones radicales
Jayden está resolviendo $\sqrt{x+6}=x$ como tarea. Eleva al cuadrado ambos lados, factoriza y obtiene dos respuestas: $x=3$ y $x=-2$. Su amiga Aaliyah dice que una de las dos está mal. ¿Cómo puede ser incorrecta una respuesta que salió de un álgebra correcta?
Aislar, elevar a una potencia, comprobar
En algunos problemas se llaman ecuaciones irracionales. Es lo mismo.
La gráfica cuenta la misma historia: la curva $y=\sqrt{x+6}$ y la recta $y=x$ se cruzan una sola vez.
Resuelve la siguiente ecuación irracional y comprueba la validez de su solución: $\sqrt{4x + 9} = 5$
Resuelve la siguiente ecuación irracional y comprueba la validez de su solución:
$\sqrt{4x + 9} = 5$
Resuelve la ecuación irracional aislando el radical y elevando al cuadrado. Presta especial atención a las posibles soluciones falsas: $\sqrt{2x + 15} = x$
Resuelve la ecuación irracional aislando el radical y elevando al cuadrado. Presta especial atención a las posibles soluciones falsas:
$\sqrt{2x + 15} = x$
Encuentra las soluciones de la siguiente ecuación, comprobando obligatoriamente los resultados obtenidos para descartar soluciones extrañas: $x - \sqrt{2x - 1} = 2$
Encuentra las soluciones de la siguiente ecuación, comprobando obligatoriamente los resultados obtenidos para descartar soluciones extrañas:
$x - \sqrt{2x - 1} = 2$
Otros radicandos y otros índices
Encuentra el valor de $x$ que satisface la siguiente ecuación con una raíz cúbica: $\sqrt[3]{3x - 5} = 2$
Encuentra el valor de $x$ que satisface la siguiente ecuación con una raíz cúbica:
$\sqrt[3]{3x - 5} = 2$
Determina las posibles soluciones de la ecuación de segundo grado bajo el radical: $\sqrt{x^2 - 3x + 6} = 2$
Determina las posibles soluciones de la ecuación de segundo grado bajo el radical:
$\sqrt{x^2 - 3x + 6} = 2$
Despeja la incógnita $x$ en la ecuación irracional que contiene una fracción en su radicando: $\sqrt{\frac{5x - 1}{3}} = 3$
Despeja la incógnita $x$ en la ecuación irracional que contiene una fracción en su radicando:
$\sqrt{\frac{5x - 1}{3}} = 3$
Dos radicales
Halla la solución igualando los radicandos de la siguiente ecuación: $\sqrt{3x - 2} = \sqrt{x + 8}$
Halla la solución igualando los radicandos de la siguiente ecuación:
$\sqrt{3x - 2} = \sqrt{x + 8}$
Resuelve la ecuación con dos radicales aislándolos adecuadamente en miembros distintos antes de elevar al cuadrado: $\sqrt{x + 5} + \sqrt{x} = 5$
Resuelve la ecuación con dos radicales aislándolos adecuadamente en miembros distintos antes de elevar al cuadrado:
$\sqrt{x + 5} + \sqrt{x} = 5$
Resuelve la siguiente ecuación que involucra la diferencia de dos raíces cuadradas. Aísla una de las raíces antes de elevar al cuadrado:…
Resuelve la siguiente ecuación que involucra la diferencia de dos raíces cuadradas. Aísla una de las raíces antes de elevar al cuadrado:
$\sqrt{3x + 1} - \sqrt{2x - 1} = 1$
Casos más difíciles: tres radicales, radicales anidados, fracciones
Usan las mismas ideas. Aísla, eleva al cuadrado, repite y comprueba al final. Cada elevación al cuadrado es otra oportunidad de introducir una solución falsa, y comprobar es la única garantía real.
Resuelve la siguiente ecuación irracional que contiene tres radicales. Asegúrate de comprobar las soluciones obtenidas al final del proceso:…
Resuelve la siguiente ecuación irracional que contiene tres radicales. Asegúrate de comprobar las soluciones obtenidas al final del proceso:
$\sqrt{x + 2} + \sqrt{x - 3} = \sqrt{3x + 4}$
Encuentra las soluciones reales de la ecuación con radicales anidados: $\sqrt{x + \sqrt{x - 2}} = 2$
Encuentra las soluciones reales de la ecuación con radicales anidados:
$\sqrt{x + \sqrt{x - 2}} = 2$
Resuelve la siguiente ecuación irracional. Puedes racionalizar previamente el denominador, o bien multiplicar en cruz y agrupar términos inteligentemente para facilitar…
Resuelve la siguiente ecuación irracional. Puedes racionalizar previamente el denominador, o bien multiplicar en cruz y agrupar términos inteligentemente para facilitar el cálculo:
$\frac{\sqrt{x + 3} + \sqrt{x - 3}}{\sqrt{x + 3} - \sqrt{x - 3}} = 2$
Sustitución: cuadráticas disfrazadas
Resuelve la siguiente ecuación irracional realizando un cambio de variable adecuado (por ejemplo, $t = \sqrt{x}$): $x - 7\sqrt{x} + 10 = 0$
Resuelve la siguiente ecuación irracional realizando un cambio de variable adecuado (por ejemplo, $t = \sqrt{x}$):
$x - 7\sqrt{x} + 10 = 0$
Dominio y parámetros: razonar sin resolver
Toda expresión bajo un radical de índice par debe ser $\ge0$. A veces eso solo basta para ver que una ecuación es imposible, sin elevar nada al cuadrado.
Cuando una ecuación tiene un parámetro, la pregunta suele ser "¿para qué valores de $k$ hay solución y cuántas?". El plan:
-
Eleva al cuadrado y resuelve la cuadrática resultante. El discriminante te dice cuántos candidatos hay.
-
Aplica la condición de signo de la ecuación original (el lado sin radical debe ser $\ge0$) a cada candidato.
-
Cuenta los que sobreviven para cada rango de $k$.
Discute de forma razonada para qué valores del parámetro real $k > 0$, la ecuación $\sqrt{x + k} = x$ tiene exactamente una única solución real válida.
Discute de forma razonada para qué valores del parámetro real $k > 0$, la ecuación $\sqrt{x + k} = x$ tiene exactamente una única solución real válida.
Fórmulas y modelos
Muchas fórmulas de ciencias contienen una raíz cuadrada. Para hallar una cantidad dentro del radical, aísla el radical (divide entre lo que lo multiplica) y eleva al cuadrado.
En cinemática, el tiempo $t$ (en segundos) que tarda un objeto en caer libremente desde una altura $h$ (en pies) viene dado por la fórmula $t = \sqrt{\frac{2h}{9.8}}$.…
En cinemática, el tiempo $t$ (en segundos) que tarda un objeto en caer libremente desde una altura $h$ (en pies) viene dado por la fórmula $t = \sqrt{\frac{2h}{9.8}}$. Calcula desde qué altura se dejó caer una piedra si tardó exactamente $4$ segundos en llegar al suelo.
La distancia $d$ en millas a la que se encuentra el horizonte para un observador situado a una altura $h$ en pies sobre el nivel del mar se aproxima de forma…
La distancia $d$ en millas a la que se encuentra el horizonte para un observador situado a una altura $h$ en pies sobre el nivel del mar se aproxima de forma simplificada mediante la fórmula $d = 3.57\sqrt{h}$. Si un vigía en la cofa de un barco pirata avista tierra a una distancia de $15$ millas, ¿a qué altura se encuentra aproximadamente?
Según la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, el factor de Lorentz $\gamma$ determina la dilatación del tiempo y se calcula como…
Según la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, el factor de Lorentz $\gamma$ determina la dilatación del tiempo y se calcula como $\gamma = \frac{1}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$, donde $v$ es la velocidad de la nave y $c$ es la velocidad de la luz en el vacío. Si en una misión espacial se observa que el tiempo pasa al $50\%$ del ritmo terrestre (es decir, $\gamma = 2$), resuelve la ecuación irracional para hallar a qué fracción de la velocidad de la luz viaja la nave.
Geometría, distancia y costos
El teorema de Pitágoras y la fórmula de la distancia producen una raíz cuadrada, así que llevan directamente a ecuaciones radicales.
Modelos de costo con un radical
Los problemas de costo suelen combinar una distancia que viene del teorema de Pitágoras (un radical) con otra que es simplemente una diferencia (sin radical). Cada tramo de cable cuesta precio por milla $\times$ millas, y el costo total es la suma.
Este es exactamente el patrón de cualquier modelo de costo como $C(x)=a\sqrt{x^2+b}+c(d-x)$ igualado a un número: plantea el radical con el triángulo rectángulo, pasa al otro lado todos los términos sin radical, aísla el radical, eleva al cuadrado y comprueba en la ecuación original (y en el contexto).
La diagonal $d$ de un rectángulo se puede calcular a partir de sus lados $b$ y $h$ usando el teorema de Pitágoras: $d = \sqrt{b^2 + h^2}$. Si sabemos que la diagonal…
La diagonal $d$ de un rectángulo se puede calcular a partir de sus lados $b$ y $h$ usando el teorema de Pitágoras: $d = \sqrt{b^2 + h^2}$. Si sabemos que la diagonal mide $13$ pulgadas y uno de sus lados mide $5$ pulgadas, plantea la ecuación irracional correspondiente y calcula la longitud del otro lado.
La distancia entre los puntos $A(2, -1)$ y $B(x, 3)$ en el plano cartesiano es exactamente de $5$ unidades. Plantea la ecuación irracional correspondiente a la distancia…
La distancia entre los puntos $A(2, -1)$ y $B(x, 3)$ en el plano cartesiano es exactamente de $5$ unidades. Plantea la ecuación irracional correspondiente a la distancia entre dos puntos y calcula las posibles coordenadas $x$ del punto $B$.
Un tendido eléctrico debe conectar una central $A$ situada en un lado de un río recto de $4$ millas de ancho, con una ciudad $B$ situada en el lado opuesto, $10$ millas…
Un tendido eléctrico debe conectar una central $A$ situada en un lado de un río recto de $4$ millas de ancho, con una ciudad $B$ situada en el lado opuesto, $10$ millas río abajo. El costo de tender el cable bajo el agua es de $5$ millones de dólares por milla, y por tierra es de $3$ millones de dólares por milla. Si el cable cruza el río en línea recta hasta un punto $P$ situado a $x$ millas río abajo y luego va por tierra hasta $B$, el costo total en millones de dólares es $C(x) = 5\sqrt{x^2 + 16} + 3(10 - x)$. Encuentra el valor de $x$ que hace que el costo total sea exactamente de $46$ millones de dólares resolviendo la ecuación irracional correspondiente.
De vuelta al inicio: $x=-2$ se coló porque al elevar al cuadrado $\sqrt{x+6}=x$ también se resuelve $\sqrt{x+6}=-x$, y $x=-2$ es solución de esa. Solo la comprobación en la ecuación original las distingue.