Otros tipos de ecuaciones
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.
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:
$\frac{12}{x} = x - 4$
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:
$\frac{x+3}{x-1} = 2$
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:
$\frac{x}{x-2} + \frac{3}{x+2} = \frac{8}{x^2-4}$
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.
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 $x$.
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.
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.
Ecuaciones exponenciales
Si la misma potencia aparece repetida con exponentes relacionados, se hace un cambio de variable.
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:
$3^{2x-1} = 27$
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?
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 $u = 2^t$).
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.
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:
$\log_2(x + 5) = 3$
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 $80 \text{ dB}$.
Propiedades de los logaritmos
Cuando la ecuación tiene varios logaritmos, hay que juntarlos en uno solo. Alcanzan tres propiedades, que valen para $M,N>0$:
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.
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:
$\log(x+2) + \log(x-1) = 1$
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 $d=\frac{v^2}{20}$.
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:
$\sqrt{3x + 4} = 5$
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:
$\sqrt{x + 2} = x$
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?
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.
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:
$\sqrt{x+4} - \sqrt{x-1} = 1$
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:
$\sqrt{2x+3} - \sqrt{x-2} = 2$
Ecuaciones bicuadradas
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 $x^2 = t$:
$x^4 - 10x^2 + 9 = 0$
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:
$2x^4 - 32x^2 = 0$
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:
$x^4 - 2x^2 - 8 = 0$
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).
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.
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.
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.