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2° CT · Matemática
Ecuaciones · Ecuaciones

Ecuaciones racionales

Te conviene dominar: Fracciones algebraicas (1.° de Educación Media Superior (bachillerato))
Te conviene dominar: Factorización y regla de Ruffini (1.° de Educación Media Superior (bachillerato))

Un grupo de estudiantes de un liceo de Canelones alquila un ómnibus para una excursión a Colonia del Sacramento. Si se suman más compañeros, la cuota de cada uno baja, y el número de estudiantes queda en un denominador. Una ecuación racional tiene la incógnita en algún denominador. La idea para resolverla es siempre la misma: quitar los denominadores multiplicando por su mínimo común múltiplo. El riesgo también es siempre el mismo: algún valor que parece solución puede anular un denominador y hay que descartarlo. Al final de la página vamos a resolver el problema del ómnibus.

Dominio y el método básico

Ecuación racional con denominadores que se anulan en x = 2 y x = -2, indicando que quedan excluidos del dominio. x/(x−2) + 2x/(x+2) = 16/(x²−4) denominadores = 0 cuando x = 2 o x = −2 esos valores quedan siempre fuera del dominio
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Resuelve la siguiente ecuación racional, indicando claramente sus soluciones válidas: $\frac{3}{x} - \frac{1}{x+2} = \frac{5}{x(x+2)}$

Resuelve la siguiente ecuación racional, indicando claramente sus soluciones válidas:

$\frac{3}{x} - \frac{1}{x+2} = \frac{5}{x(x+2)}$

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Determina la solución de la ecuación, prestando atención a los valores que anulan los denominadores: $\frac{2x}{x+1} + \frac{1}{x-1} = 2$

Determina la solución de la ecuación, prestando atención a los valores que anulan los denominadores:

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

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Resuelve la ecuación racional reduciendo previamente a común denominador: $\frac{1}{x} + \frac{1}{2x} + \frac{1}{3x} = \frac{11}{6}$

Resuelve la ecuación racional reduciendo previamente a común denominador:

$\frac{1}{x} + \frac{1}{2x} + \frac{1}{3x} = \frac{11}{6}$

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Factorizar los denominadores antes del mcm

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Halla los valores de $x$ que verifican la siguiente igualdad: $\frac{x+3}{x-1} = \frac{x-2}{x+1}$

Halla los valores de $x$ que verifican la siguiente igualdad:

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

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Encuentra las soluciones de la siguiente ecuación: $\frac{4}{x-2} - \frac{3}{x+2} = \frac{1}{x^2-4}$

Encuentra las soluciones de la siguiente ecuación:

$\frac{4}{x-2} - \frac{3}{x+2} = \frac{1}{x^2-4}$

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Resuelve la ecuación racional factorizando previamente los denominadores para hallar el mínimo común múltiplo: $\frac{x}{x^2-4} + \frac{1}{x+2} = \frac{3}{x-2}$

Resuelve la ecuación racional factorizando previamente los denominadores para hallar el mínimo común múltiplo:

$\frac{x}{x^2-4} + \frac{1}{x+2} = \frac{3}{x-2}$

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Simplificar y soluciones extrañas

A veces conviene simplificar antes de operar, usando productos notables. Fijate que $\dfrac{x^2-9}{x-3}=x+3$ solo si $x\ne3$: el valor prohibido sigue siendo prohibido aunque la fracción se simplifique.

Esquema del proceso de resolución que muestra cómo descartar una solución candidata cuando coincide con un valor excluido del dominio. ecuación transformada x = 3, x = −7 x = 3anula un denominador⇒ se descarta ✗ x = −7es solución ✓
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Calcula los valores reales de $x$ para los cuales se cumple la siguiente expresión: $\frac{x^2-9}{x-3} = 6$

Calcula los valores reales de $x$ para los cuales se cumple la siguiente expresión:

$\frac{x^2-9}{x-3} = 6$

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Determina el número real $x$ que satisface la igualdad entre estas dos fracciones algebraicas: $\frac{x-1}{x} = \frac{x}{x+3}$

Determina el número real $x$ que satisface la igualdad entre estas dos fracciones algebraicas:

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

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Resuelve la siguiente ecuación racional: $\frac{2}{x+3} + \frac{x}{x-3} = 1$

Resuelve la siguiente ecuación racional:

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

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Encuentra las soluciones de la siguiente ecuación, descartando aquellas que resulten ser falsas (soluciones extrañas):…

Encuentra las soluciones de la siguiente ecuación, descartando aquellas que resulten ser falsas (soluciones extrañas):

$\frac{2x+1}{x^2-x-6} - \frac{x}{x-3} = \frac{1}{x+2}$

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Resuelve la ecuación simplificando las fracciones algebraicas: $\frac{x+1}{x-1} - \frac{x-1}{x+1} = \frac{4}{x^2-1}$

Resuelve la ecuación simplificando las fracciones algebraicas:

$\frac{x+1}{x-1} - \frac{x-1}{x+1} = \frac{4}{x^2-1}$

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Halla los valores de $x$ que verifican la siguiente ecuación: $\frac{x^2-x}{x^2-4x+3} = \frac{2x}{x-3} - 1$

Halla los valores de $x$ que verifican la siguiente ecuación:

$\frac{x^2-x}{x^2-4x+3} = \frac{2x}{x-3} - 1$

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Problemas con ecuaciones racionales

Esquema que relaciona los problemas de trabajo conjunto y de velocidad con ecuaciones racionales donde el tiempo figura en el denominador. trabajo conjunto1/A + 1/B = 1/juntos velocidadtiempo = distancia / velocidad la incógnita queda en un denominadoral plantear el tiempo

Trabajo conjunto

Velocidad y corriente

Si un barco navega en un río, la corriente lo ayuda o lo frena. Con $v$ la velocidad del barco en aguas tranquilas y $c$ la de la corriente:

  • a favor de la corriente la velocidad efectiva es $v+c$;

  • en contra de la corriente es $v-c$.

En cada tramo, el tiempo es $t=\dfrac{d}{\text{velocidad efectiva}}$.

Reparto de costos

Mezclas y concentraciones

La concentración es la cantidad de sustancia disuelta dividida por el volumen: $C=\dfrac{\text{cantidad de sal}}{\text{volumen}}$ (por ejemplo, en kg/L). Al evaporar agua, el volumen baja pero la cantidad de sal no cambia: eso permite plantear la ecuación.

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Dos impresoras 3D trabajando juntas tardan $6$ horas en fabricar un lote completo de piezas para un proyecto de ingeniería. Si trabajaran por separado, la impresora A…

Dos impresoras 3D trabajando juntas tardan $6$ horas en fabricar un lote completo de piezas para un proyecto de ingeniería. Si trabajaran por separado, la impresora A tardaría $5$ horas menos que la impresora B en completar el mismo lote. Plantea una ecuación racional y determina cuánto tiempo tardaría la impresora A trabajando sola.

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Un tren de mercancías debe recorrer una distancia de $300\text{ km}$. Si aumentara su velocidad media en $10\text{ km/h}$, tardaría $1$ hora menos en realizar el…

Un tren de mercancías debe recorrer una distancia de $300\text{ km}$. Si aumentara su velocidad media en $10\text{ km/h}$, tardaría $1$ hora menos en realizar el trayecto completo. Plantea una ecuación racional y calcula la velocidad media a la que circula el tren inicialmente.

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Un grupo de estudiantes alquila un ómnibus para una excursión por un precio total de $16\,000\text{ \$}$. A última hora se anotan $5…

Un grupo de estudiantes alquila un ómnibus para una excursión por un precio total de $16\,000\text{ \$}$. A última hora se anotan $5$ estudiantes más al viaje, lo que hace que cada uno de los que iban a ir inicialmente pague $160\text{ \$}$ menos. Planteá una ecuación racional para calcular cuántos estudiantes formaban el grupo original.

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Un diseñador gráfico está creando un cartel rectangular cuya área debe ser exactamente de $600\text{ cm}^2$. Si aumentara la base del cartel en $10\text{ cm}$ y redujera…

Un diseñador gráfico está creando un cartel rectangular cuya área debe ser exactamente de $600\text{ cm}^2$. Si aumentara la base del cartel en $10\text{ cm}$ y redujera la altura en $5\text{ cm}$, el área total seguiría siendo la misma. Plantea una ecuación racional y determina las dimensiones originales del cartel.

x 600/x Area = 600 A x + 10 600/x − 5 Area = 600 B
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En un circuito electrónico se conectan dos resistencias en paralelo. La resistencia equivalente del conjunto, $R_{eq}$, se calcula mediante la fórmula…

En un circuito electrónico se conectan dos resistencias en paralelo. La resistencia equivalente del conjunto, $R_{eq}$, se calcula mediante la fórmula $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$. Se sabe que el valor de la resistencia $R_2$ es $5\ \Omega$ mayor que el de $R_1$, y que la resistencia equivalente del circuito es de $6\ \Omega$. Plantea y resuelve una ecuación racional para hallar el valor de ambas resistencias.

A B R₁ = x R₂ = x+5 Eq. 6Ω
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Un barco a motor realiza un trayecto por un río, recorriendo $24\text{ km}$ a favor de la corriente y luego regresando al punto de partida a contracorriente. El tiempo…

Un barco a motor realiza un trayecto por un río, recorriendo $24\text{ km}$ a favor de la corriente y luego regresando al punto de partida a contracorriente. El tiempo total de navegación ha sido de $5\text{ horas}$. Si la velocidad de la corriente del río es de $2\text{ km/h}$, plantea una ecuación racional para calcular la velocidad del barco en aguas tranquilas.

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En un laboratorio se tienen $50\text{ L}$ de una disolución salina con una concentración inicial de $0,04\text{ kg/L}$. Se desea evaporar agua de la mezcla a un ritmo…

En un laboratorio se tienen $50\text{ L}$ de una disolución salina con una concentración inicial de $0,04\text{ kg/L}$. Se desea evaporar agua de la mezcla a un ritmo constante para aumentar su concentración (la cantidad de sal permanece invariable). Si se evaporan $x\text{ L}$ de agua, la nueva concentración debe ser de $0,1\text{ kg/L}$. Plantea la ecuación racional correspondiente y calcula la cantidad de agua que debe evaporarse.

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Dos postes verticales de alturas $x$ y $x+2$ metros están separados por una cierta distancia en un terreno llano. Se tienden dos cables rectilíneos y tensos desde la…

Dos postes verticales de alturas $x$ y $x+2$ metros están separados por una cierta distancia en un terreno llano. Se tienden dos cables rectilíneos y tensos desde la parte superior de cada poste hasta la base del poste opuesto. El punto donde se cruzan los cables se encuentra a una altura de $2,4\text{ m}$ del suelo. Sabiendo que la altura del cruce $h$ cumple la relación geométrica $\frac{1}{h} = \frac{1}{h_1} + \frac{1}{h_2}$ (donde $h_1$ y $h_2$ son las alturas de los postes), plantea una ecuación racional y calcula la altura de ambos postes.

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Parámetro y ecuaciones avanzadas

Dos técnicas más para casos difíciles: el cambio de variable (si una misma expresión se repite, llamala $t$; por ejemplo $t=\dfrac{x^2+1}{x}$ convierte $t+\dfrac{6}{t}=5$ en $t^2-5t+6=0$, y después se vuelve a $x$) y la discusión con parámetro.

Diagrama de discusión de una ecuación racional con parámetro: si a vale 1 hay infinitas soluciones y si no, ninguna. tras simplificar:2x² + 2a = 2x² + 2 a = 1identidad:infinitas soluciones a ≠ 1ninguna solución
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Resuelve la siguiente ecuación racional, factorizando previamente los denominadores para operar con el mínimo común múltiplo:…

Resuelve la siguiente ecuación racional, factorizando previamente los denominadores para operar con el mínimo común múltiplo:

$\frac{1}{x^2-5x+6} + \frac{1}{x^2-7x+12} = \frac{2}{x^2-6x+8}$

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Resuelve la siguiente ecuación racional realizando el cambio de variable $t = \frac{x^2+1}{x}$: $\frac{x^2+1}{x} + \frac{6x}{x^2+1} = 5$

Resuelve la siguiente ecuación racional realizando el cambio de variable $t = \frac{x^2+1}{x}$:

$\frac{x^2+1}{x} + \frac{6x}{x^2+1} = 5$

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Determiná todas las soluciones reales de la ecuación, simplificando las fracciones algebraicas usando productos notables antes de operar:…

Determiná todas las soluciones reales de la ecuación, simplificando las fracciones algebraicas usando productos notables antes de operar:

$\frac{x^3-8}{x-2} = \frac{x^3+1}{x+1} + 3$

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Dada la ecuación racional con parámetro $a$: $\frac{x+a}{x-1} + \frac{x-a}{x+1} = \frac{2x^2+2}{x^2-1}$ Determina para qué valores del parámetro $a$ la ecuación tiene…

Dada la ecuación racional con parámetro $a$:

$\frac{x+a}{x-1} + \frac{x-a}{x+1} = \frac{2x^2+2}{x^2-1}$

Determina para qué valores del parámetro $a$ la ecuación tiene infinitas soluciones, y para qué valores no tiene ninguna solución.

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Resumen

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