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2° CT · Matemática
Ecuaciones · Sistemas de ecuaciones

Sistemas no lineales

Te conviene dominar: Sistemas de ecuaciones no lineales (1.° de Educación Media Superior (bachillerato))
Te conviene dominar: Logaritmos (1.° de Educación Media Superior (bachillerato))

Valentina y Mateo quieren cercar una parcela rectangular en Canelones: saben el perímetro y el área, pero no cuánto mide cada lado. Hay dos datos y dos incógnitas, pero una de las ecuaciones tiene un producto. ¿Cómo se resuelve eso? Ya viste sistemas no lineales en 1.° EMS: una recta con una parábola, o dos números conocidos por su suma y su producto. Acá vamos a sumar exponenciales, logaritmos y radicales, pero la estrategia sigue siendo la misma: despejar en la ecuación más sencilla y sustituir.

Qué es un sistema no lineal

Comparación entre una ecuación lineal de fácil despeje y una ecuación no lineal con producto de incógnitas. x − y = 4(lineal, se despeja fácil) x · y = 12(no lineal)
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Resuelve el siguiente sistema no lineal, que representa la intersección entre una parábola y una recta: $y = x^2 - 4x + 3$ $y = x - 1$

Resuelve el siguiente sistema no lineal, que representa la intersección entre una parábola y una recta:

$y = x^2 - 4x + 3$

$y = x - 1$

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Halla las soluciones del siguiente sistema formado por la ecuación de una circunferencia y una recta: $x^2 + y^2 = 25$ $x + y = 7$

Halla las soluciones del siguiente sistema formado por la ecuación de una circunferencia y una recta:

$x^2 + y^2 = 25$

$x + y = 7$

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Encuentra los valores de $x$ e $y$ que verifican el siguiente sistema: $xy = 12$ $x - y = 4$

Encuentra los valores de $x$ e $y$ que verifican el siguiente sistema:

$xy = 12$

$x - y = 4$

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Con fracciones algebraicas

Si las incógnitas aparecen en denominadores, conviene buscar una combinación que use el dato más simple.

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Resuelve el siguiente sistema que contiene fracciones algebraicas: $\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{5}{6}$ $xy = 6$

Resuelve el siguiente sistema que contiene fracciones algebraicas:

$\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{5}{6}$

$xy = 6$

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Resuelve el siguiente sistema formado por una ecuación racional y una cuadrática: $\frac{x+y}{x-y} = 5$ $x^2 + y^2 = 13$

Resuelve el siguiente sistema formado por una ecuación racional y una cuadrática:

$\frac{x+y}{x-y} = 5$

$x^2 + y^2 = 13$

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Exponenciales y logarítmicos

Esquema: al igualar los exponentes de potencias con la misma base, un sistema exponencial se transforma en un sistema lineal. 2x+y = 25 2x−y = 21 misma base → igualo exponentes x + y = 5 x − y = 1 sistema lineal

Cuando hay sumas de potencias, no se pueden igualar exponentes: se usa un cambio de variable.

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Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales, expresando ambas potencias con la misma base: $2^{x+y} = 32$ $2^{x-y} = 2$

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales, expresando ambas potencias con la misma base:

$2^{x+y} = 32$

$2^{x-y} = 2$

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Determina la solución del sistema logarítmico, aplicando las propiedades de los logaritmos: $\log x + \log y = 1$ $x - y = 3$

Determina la solución del sistema logarítmico, aplicando las propiedades de los logaritmos:

$\log x + \log y = 1$

$x - y = 3$

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Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales aplicando un cambio de variable adecuado: $3^x + 2^y = 11$ $3^{x+1} - 2^{y-1} = 26$

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales aplicando un cambio de variable adecuado:

$3^x + 2^y = 11$

$3^{x+1} - 2^{y-1} = 26$

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Resuelve el sistema logarítmico y cuadrático, comprobando la validez de la solución obtenida: $\log(x) - \log(y) = 1$ $x^2 - y^2 = 99$

Resuelve el sistema logarítmico y cuadrático, comprobando la validez de la solución obtenida:

$\log(x) - \log(y) = 1$

$x^2 - y^2 = 99$

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Mixtos y cambio de base

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Resuelve el siguiente sistema mixto que combina ecuaciones exponenciales y logarítmicas: $2^x \cdot 2^y = 64$ $\log_2 x + \log_2 y = 3$

Resuelve el siguiente sistema mixto que combina ecuaciones exponenciales y logarítmicas:

$2^x \cdot 2^y = 64$

$\log_2 x + \log_2 y = 3$

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Resuelve el siguiente sistema logarítmico aplicando las propiedades de cambio de base y sustitución: $\log_y x + \log_x y = \frac{5}{2}$ $xy = 27$

Resuelve el siguiente sistema logarítmico aplicando las propiedades de cambio de base y sustitución:

$\log_y x + \log_x y = \frac{5}{2}$

$xy = 27$

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Sistemas con radicales

Proceso de resolución de una ecuación con radical: al elevar al cuadrado aparece una solución falsa que se descarta al comprobar. √x = 6 − x x² − 13x + 36 = 0 x = 4 ó x = 9 x = 4 ✓cumple √x = 6−x x = 9 ✗no cumple
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Resuelve el siguiente sistema irracional. Asegúrate de comprobar si la solución obtenida es válida en la ecuación original: $\sqrt{x} + y = 5$ $x - y = 1$

Resuelve el siguiente sistema irracional. Asegúrate de comprobar si la solución obtenida es válida en la ecuación original:

$\sqrt{x} + y = 5$

$x - y = 1$

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Encuentra la solución del siguiente sistema irracional: $\sqrt{x+y} + \sqrt{x-y} = 4$ $x - y = 4$

Encuentra la solución del siguiente sistema irracional:

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

$x - y = 4$

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Resuelve el siguiente sistema irracional, asegurándote de comprobar qué soluciones son válidas analizando el dominio de las raíces: $\sqrt{x^2 - y^2} = \sqrt{33}$…

Resuelve el siguiente sistema irracional, asegurándote de comprobar qué soluciones son válidas analizando el dominio de las raíces:

$\sqrt{x^2 - y^2} = \sqrt{33}$

$x + y = 11$

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Simétricos y de grado superior

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La suma de dos números positivos es $10$ y la suma de sus cuadrados es $58$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal y resuélvelo para encontrar dichos números.

La suma de dos números positivos es $10$ y la suma de sus cuadrados es $58$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal y resuélvelo para encontrar dichos números.

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La órbita circular de un satélite en un sistema de referencia sigue la ecuación $x^2 + y^2 = 25$, mientras que la trayectoria de un cometa describe la hipérbola…

La órbita circular de un satélite en un sistema de referencia sigue la ecuación $x^2 + y^2 = 25$, mientras que la trayectoria de un cometa describe la hipérbola $xy = 12$. Resuelve el sistema para encontrar las coordenadas exactas de los puntos de intersección de ambas trayectorias.

X Y x² + y² = 25 xy = 12
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Resuelve el sistema de ecuaciones de grado superior. (Sugerencia: utiliza los productos notables y la factorización para simplificar la primera ecuación):…

Resuelve el sistema de ecuaciones de grado superior. (Sugerencia: utiliza los productos notables y la factorización para simplificar la primera ecuación):

$x^3 + y^3 = 35$

$x + y = 5$

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Problemas con sistemas no lineales

Para plantear: nombrá las incógnitas, traducí cada dato a una ecuación, resolvé y verificá que la solución tenga sentido (longitudes y cantidades positivas, personas enteras).

Parcela rectangular de lados x e y, con perímetro 2x + 2y y área x por y. x y área = x · y perímetro = 2x + 2y
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Una parcela rectangular tiene un perímetro de $40$ m y un área de $96$ m$^2$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal para calcular las dimensiones de la parcela y…

Una parcela rectangular tiene un perímetro de $40$ m y un área de $96$ m$^2$. Plantea un sistema de ecuaciones no lineal para calcular las dimensiones de la parcela y resuélvelo.

x y A = 96 m² P = 40 m Largo
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Un ciclista realiza un trayecto de $60$ km a velocidad constante. Si hubiera viajado $2$ km/h más rápido, habría tardado $1$ hora menos en completar el recorrido.…

Un ciclista realiza un trayecto de $60$ km a velocidad constante. Si hubiera viajado $2$ km/h más rápido, habría tardado $1$ hora menos en completar el recorrido. Plantea y resuelve un sistema no lineal para encontrar la velocidad media $v$ y el tiempo $t$ empleado.

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Un grupo de amigos decide comprar un regalo de cumpleaños que cuesta $4\,800$ pesos, dividiendo el pago a partes iguales. A última hora se unen dos amigos más al grupo,…

Un grupo de amigos decide comprar un regalo de cumpleaños que cuesta $4\,800$ pesos, dividiendo el pago a partes iguales. A última hora se unen dos amigos más al grupo, lo que hace que la cuota de cada uno se reduzca en $120$ pesos. Plantea y resuelve un sistema para hallar cuántos amigos eran inicialmente y cuánto pagaba cada uno.

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En un triángulo rectángulo, la hipotenusa mide $13$ cm y el perímetro total es de $30$ cm. Plantea un sistema de ecuaciones para determinar la longitud de los dos…

En un triángulo rectángulo, la hipotenusa mide $13$ cm y el perímetro total es de $30$ cm. Plantea un sistema de ecuaciones para determinar la longitud de los dos catetos.

x y 13 cm P = 30 cm
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Un depósito cilíndrico de chapa tiene un volumen interior de $54\pi$ m³ y un área lateral (sin contar las bases) de $36\pi$ m². Plantea un sistema para hallar el radio…

Un depósito cilíndrico de chapa tiene un volumen interior de $54\pi$ m³ y un área lateral (sin contar las bases) de $36\pi$ m². Plantea un sistema para hallar el radio de la base $r$ y la altura $h$ del cilindro, y resuélvelo.

r h V = 54π Aₗ = 36π
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Un capital $C$ se invierte a un tipo de interés compuesto anual $r$ (expresado en tanto por uno). Al finalizar el primer año, el montante generado es de $440\,000$…

Un capital $C$ se invierte a un tipo de interés compuesto anual $r$ (expresado en tanto por uno). Al finalizar el primer año, el montante generado es de $440\,000$ pesos. Al finalizar el segundo año, el montante asciende a $484\,000$ pesos. Plantea un sistema no lineal para calcular el capital inicial $C$ y la tasa de interés $r$, y resuélvelo.

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Discutir con un parámetro: tangencia

Una recta puede cortar a una curva en dos puntos, en uno (si es tangente) o en ninguno. Si el sistema tiene un parámetro, contar las soluciones reales equivale a estudiar el discriminante $\Delta$ de la ecuación de segundo grado resultante.

Tres posiciones de una recta respecto a una circunferencia: secante con dos cortes, tangente con un punto y exterior sin cortes. dos cortes2 soluciones tangente: un corte1 solución ningún corte0 soluciones
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Discute para qué valores del parámetro $k$ el siguiente sistema tiene exactamente una solución (esto equivale geométricamente a la condición de tangencia entre la…

Discute para qué valores del parámetro $k$ el siguiente sistema tiene exactamente una solución (esto equivale geométricamente a la condición de tangencia entre la circunferencia y la recta):

$x^2 + y^2 = 10$

$x + y = k$

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Resumen

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