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Ecuaciones y sistemas · Ecuaciones, inecuaciones y sistemas

Otros tipos de ecuaciones

Te conviene dominar: Ecuaciones de segundo grado (9.° grado de Educación Básica Integrada (3.° de liceo))
Te conviene dominar: Identidades notables (8.° grado de Educación Básica Integrada (2.° de liceo))

Dos amigos pintan el cerco de una casa en Canelones: uno solo tardaría 6 horas y el otro, 12. ¿Cuánto tardan si trabajan juntos? Para contestar hay que plantear una ecuación con la incógnita en el denominador, y esa no se resuelve como las que ya conocés. No es la única: hay ecuaciones con la incógnita bajo una raíz, en un exponente o dentro de un logaritmo. Todas se resuelven con la misma idea: transformarlas en una ecuación de primer o segundo grado. Al final de la página volvemos a los pintores.

Ecuaciones racionales

Antes de operar, fijate qué valores de $x$ anulan algún denominador. Esos valores quedan fuera del dominio.

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Resuelve la siguiente ecuación racional multiplicando todos los términos por $x$ para eliminar el denominador: $\frac{12}{x} = x - 4$

Resuelve la siguiente ecuación racional multiplicando todos los términos por $x$ para eliminar el denominador:

$\frac{12}{x} = x - 4$

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Encuentra el valor de $x$ que verifica la siguiente ecuación racional sencilla: $\frac{x+3}{x-1} = 2$

Encuentra el valor de $x$ que verifica la siguiente ecuación racional sencilla:

$\frac{x+3}{x-1} = 2$

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Resuelve la siguiente ecuación racional reduciendo a común denominador. Presta especial atención a las posibles soluciones que anulen algún denominador:…

Resuelve la siguiente ecuación racional reduciendo a común denominador. Presta especial atención a las posibles soluciones que anulen algún denominador:

$\frac{x}{x-2} + \frac{3}{x+2} = \frac{8}{x^2-4}$

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Problemas que llevan a ecuaciones racionales

En los problemas de trabajo conjunto se suman rendimientos: lo que hace cada uno en una hora. Si alguien tarda $x$ horas en hacer toda la tarea, en una hora hace $\frac{1}{x}$ de ella.

Otros problemas del apartado usan la misma idea: una velocidad media (la fórmula viene dada) o un gasto repartido entre más personas. En todos hay que comprobar la solución en el enunciado, porque una cantidad de personas o de horas no puede ser negativa.

Practica★★☆Sin empezar
Un ciclista viaja a un pueblo vecino a una velocidad de $20 \text{ km/h}$ y vuelve por el mismo camino a una velocidad de $x \text{ km/h}$. La velocidad media de todo el…

Un ciclista viaja a un pueblo vecino a una velocidad de $20 \text{ km/h}$ y vuelve por el mismo camino a una velocidad de $x \text{ km/h}$. La velocidad media de todo el trayecto de ida y vuelta viene dada por la fórmula $v_m = \frac{2 \cdot 20 \cdot x}{20 + x}$. Si la velocidad media total ha sido de $24 \text{ km/h}$, plantea una ecuación racional y calcula la velocidad de vuelta $x$.

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Un depósito de agua para riego se puede llenar usando dos canillas distintas. La primera canilla tarda $x$ horas en llenarlo por sí sola, y la segunda canilla, que tiene…

Un depósito de agua para riego se puede llenar usando dos canillas distintas. La primera canilla tarda $x$ horas en llenarlo por sí sola, y la segunda canilla, que tiene menor caudal, tarda $x+3$ horas. Si se abren las dos a la vez, el depósito se llena en exactamente $2$ horas. Planteá una ecuación racional y determiná cuánto tarda cada canilla por separado.

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Un grupo de amigos alquila una casa rural para el fin de semana por un total de $4\,800$ pesos. A última hora se apuntan $2$ amigos más al viaje, lo que hace que cada…

Un grupo de amigos alquila una casa rural para el fin de semana por un total de $4\,800$ pesos. A última hora se apuntan $2$ amigos más al viaje, lo que hace que cada uno de los que iban a ir inicialmente pague $120$ pesos menos. Si $x$ es el número inicial de amigos, plantea una ecuación racional y averigua cuántos amigos fueron finalmente a la casa rural.

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Ecuaciones exponenciales

Si la misma potencia aparece repetida con exponentes relacionados, se hace un cambio de variable.

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Resuelve la siguiente ecuación exponencial expresando ambos miembros como potencias de la misma base: $3^{2x-1} = 27$

Resuelve la siguiente ecuación exponencial expresando ambos miembros como potencias de la misma base:

$3^{2x-1} = 27$

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El número de miembros de un servidor de Discord sigue la fórmula exponencial $N = 500 \cdot 2^{t/3}$, donde $t$ es el tiempo transcurrido en meses. ¿Cuántos meses deben…

El número de miembros de un servidor de Discord sigue la fórmula exponencial $N = 500 \cdot 2^{t/3}$, donde $t$ es el tiempo transcurrido en meses. ¿Cuántos meses deben transcurrir para que el servidor alcance exactamente los $4000$ miembros?

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El valor de una inversión financiera (en miles de pesos) sigue la evolución $V(t) = 4^t - 6 \cdot 2^t + 10$, donde $t$ es el tiempo en años desde el inicio de la…

El valor de una inversión financiera (en miles de pesos) sigue la evolución $V(t) = 4^t - 6 \cdot 2^t + 10$, donde $t$ es el tiempo en años desde el inicio de la inversión. ¿En qué instantes $t$ el valor de la inversión es exactamente de $2$ mil pesos? (Pista: usá las propiedades de las potencias y hacé el cambio de variable $u = 2^t$).

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Ecuaciones logarítmicas

Por ejemplo, $\log_2 8=3$ porque $2^3=8$, y $\log 1000=3$ porque $10^3=1000$. Resolver una ecuación logarítmica sencilla es deshacer el logaritmo con la definición.

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Halla el valor de $x$ en la ecuación logarítmica aplicando directamente la definición de logaritmo: $\log_2(x + 5) = 3$

Halla el valor de $x$ en la ecuación logarítmica aplicando directamente la definición de logaritmo:

$\log_2(x + 5) = 3$

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El nivel de intensidad sonora $L$ en decibelios (dB) se calcula mediante la expresión logarítmica $L = 10 \log\left(\frac{I}{10^{-12}}\right)$, donde $I$ es la…

El nivel de intensidad sonora $L$ en decibelios (dB) se calcula mediante la expresión logarítmica $L = 10 \log\left(\frac{I}{10^{-12}}\right)$, donde $I$ es la intensidad acústica en $\text{W/m}^2$. Calcula la intensidad $I$ de un sonido producido por el tráfico intenso, sabiendo que su nivel es de $80 \text{ dB}$.

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Propiedades de los logaritmos

Cuando la ecuación tiene varios logaritmos, hay que juntarlos en uno solo. Alcanzan tres propiedades, que valen para $M,N>0$:

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La magnitud de un terremoto en la escala de Richter viene dada por $M = \log(A) - \log(A_0)$, donde $A$ es la amplitud máxima de las ondas sísmicas registradas y $A_0$…

La magnitud de un terremoto en la escala de Richter viene dada por $M = \log(A) - \log(A_0)$, donde $A$ es la amplitud máxima de las ondas sísmicas registradas y $A_0$ es una amplitud de referencia estándar. Si en un terremoto de magnitud $M_1 = 3$ la amplitud fue $A_1$, y en otro terremoto más fuerte la amplitud fue $A_2 = 100 \cdot A_1$, ¿cuál fue la magnitud $M_2$ de este segundo terremoto? Aplica las propiedades de los logaritmos para demostrarlo paso a paso.

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Resuelve la siguiente ecuación logarítmica aplicando las propiedades de los logaritmos (suma de logaritmos) y comprueba el resultado para descartar soluciones que…

Resuelve la siguiente ecuación logarítmica aplicando las propiedades de los logaritmos (suma de logaritmos) y comprueba el resultado para descartar soluciones que generen argumentos negativos:

$\log(x+2) + \log(x-1) = 1$

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Ecuaciones irracionales

Un caso particular importante es $v^2=900$, que se resuelve con la raíz: $v=\sqrt{900}=30$ (la velocidad física es positiva). Así se despeja $v$ en $d=\frac{v^2}{20}$.

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Resuelve la ecuación irracional aislando el radical y elevando ambos miembros al cuadrado: $\sqrt{3x + 4} = 5$

Resuelve la ecuación irracional aislando el radical y elevando ambos miembros al cuadrado:

$\sqrt{3x + 4} = 5$

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Determina los valores de $x$ que cumplen la siguiente ecuación con raíces. Recuerda que debes comprobar las soluciones al final para descartar posibles soluciones…

Determina los valores de $x$ que cumplen la siguiente ecuación con raíces. Recuerda que debes comprobar las soluciones al final para descartar posibles soluciones falsas:

$\sqrt{x + 2} = x$

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La distancia $d$ (en metros) que recorre un auto desde que pisa el freno hasta detenerse se puede aproximar con la fórmula $d = \frac{v^2}{20}$, donde $v$ es la…

La distancia $d$ (en metros) que recorre un auto desde que pisa el freno hasta detenerse se puede aproximar con la fórmula $d = \frac{v^2}{20}$, donde $v$ es la velocidad en m/s. Si un auto deja unas marcas de frenado de $45$ m, ¿a qué velocidad circulaba?

L Masa
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Irracionales con dos radicales

Si hay dos raíces, se aísla una, se eleva al cuadrado, y queda todavía una raíz. Se la aísla de nuevo y se vuelve a elevar al cuadrado.

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Resuelve la ecuación irracional aislando una de las raíces y elevando al cuadrado. Recuerda comprobar la solución obtenida: $\sqrt{x+4} - \sqrt{x-1} = 1$

Resuelve la ecuación irracional aislando una de las raíces y elevando al cuadrado. Recuerda comprobar la solución obtenida:

$\sqrt{x+4} - \sqrt{x-1} = 1$

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Resuelve la siguiente ecuación irracional que involucra dos radicales. Tendrás que elevar al cuadrado dos veces. Comprueba las soluciones obtenidas al final del proceso:…

Resuelve la siguiente ecuación irracional que involucra dos radicales. Tendrás que elevar al cuadrado dos veces. Comprueba las soluciones obtenidas al final del proceso:

$\sqrt{2x+3} - \sqrt{x-2} = 2$

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Ecuaciones bicuadradas

Esquema del cambio de variable t = x² para resolver una ecuación bicuadrada y de las cuatro soluciones al deshacerlo con x = ±√t. x⁴ − 10x² + 9 = 0 t² − 10t + 9 = 0 t = x² t = 1, t = 9 x = ±1, x = ±3 x = ±√t
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Resuelve la siguiente ecuación bicuadrada realizando el cambio de variable $x^2 = t$: $x^4 - 10x^2 + 9 = 0$

Resuelve la siguiente ecuación bicuadrada realizando el cambio de variable $x^2 = t$:

$x^4 - 10x^2 + 9 = 0$

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Halla todas las soluciones reales de la siguiente ecuación bicuadrada incompleta sacando factor común: $2x^4 - 32x^2 = 0$

Halla todas las soluciones reales de la siguiente ecuación bicuadrada incompleta sacando factor común:

$2x^4 - 32x^2 = 0$

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Practica★★☆Sin empezar
Resuelve la siguiente ecuación bicuadrada e indica claramente cuáles son sus soluciones reales y por qué se descartan las demás: $x^4 - 2x^2 - 8 = 0$

Resuelve la siguiente ecuación bicuadrada e indica claramente cuáles son sus soluciones reales y por qué se descartan las demás:

$x^4 - 2x^2 - 8 = 0$

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Problemas geométricos con estas ecuaciones

En problemas con áreas o con el teorema de Pitágoras suelen aparecer ecuaciones bicuadradas o irracionales. El camino es siempre el mismo: planteá, transformá, resolvé, y volvé al enunciado para descartar lo que no tenga sentido (por ejemplo, longitudes negativas).

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El área de un rectángulo es de $6 \text{ cm}^2$. Sabiendo que su base mide $x^2 + 2$ cm y su altura $x^2 - 3$ cm, plantea una ecuación bicuadrada para hallar el valor de…

El área de un rectángulo es de $6 \text{ cm}^2$. Sabiendo que su base mide $x^2 + 2$ cm y su altura $x^2 - 3$ cm, plantea una ecuación bicuadrada para hallar el valor de $x$ (con $x > 0$) y determina las dimensiones reales del rectángulo.

Área = 6 cm² x² + 2 x² - 3
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La diagonal de un marco rectangular de madera mide $\sqrt{10}$ cm. Si uno de sus lados mide $x$ cm y el otro mide $\frac{3}{x}$ cm, plantea una ecuación racional,…

La diagonal de un marco rectangular de madera mide $\sqrt{10}$ cm. Si uno de sus lados mide $x$ cm y el otro mide $\frac{3}{x}$ cm, plantea una ecuación racional, transfórmala en una ecuación bicuadrada y calcula las dimensiones del marco.

x 3/x √10
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En una pieza de chapa con forma de triángulo rectángulo, un cateto mide $x$ cm, el otro cateto mide $\sqrt{x+5}$ cm y la hipotenusa mide $x+1$ cm. Plantea una ecuación…

En una pieza de chapa con forma de triángulo rectángulo, un cateto mide $x$ cm, el otro cateto mide $\sqrt{x+5}$ cm y la hipotenusa mide $x+1$ cm. Plantea una ecuación irracional aplicando el teorema de Pitágoras, halla el valor de $x$ y calcula el área de la pieza.

x √(x + 5) x + 1
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Resumen

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