Volver a la portadaMatemática · 2° Bach. CT · Cambiar asignatura
Empezar gratis
2° CT · Matemática
Ecuaciones · Sistemas de ecuaciones

Métodos de resolución de sistemas

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

Dos amigos salen en bicicleta por la Rambla de Montevideo, uno desde cada extremo, y se cruzan al cabo de un rato. ¿A qué velocidad iba cada uno? Para responderlo hay que plantear dos ecuaciones a la vez. En este apartado vas a ver que, aunque los sistemas se compliquen (exponenciales, logaritmos, fracciones, tres incógnitas), la idea es siempre la misma: transformarlos en algo que ya sabés resolver.

Repaso: sustitución, igualación y reducción

Resumen de los tres métodos: sustitución, igualación y reducción. Sustitución: despejo y sustituyo Igualación: despejo la misma incógnita dos veces Reducción: sumo ecuaciones tras ajustar coeficientes
Practica★☆☆Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones lineales utilizando el método de reducción: $3x - 2y = 7$ $5x + 4y = 8$

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones lineales utilizando el método de reducción:

$3x - 2y = 7$

$5x + 4y = 8$

Resolver

Elegir el método según el sistema

No hay un método «mejor»: hay uno más cómodo para cada sistema. Fijate en cómo viene escrito.

Guía para elegir el método según la forma del sistema. una incógnita ya despejada→ sustitución misma incógnita en ambas→ igualación coeficientes parecidos→ reducción

Los sistemas no lineales (por ejemplo, con $x^2+y^2$) se resuelven casi siempre por sustitución: se despeja una incógnita de la ecuación más simple y se reemplaza en la otra, que queda como una ecuación de segundo grado en una sola incógnita. Si las dos ecuaciones tienen $x^2$ e $y^2$ con coeficientes que se pueden anular, la reducción también sirve.

Practica★☆☆Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones no lineales empleando el método de sustitución: $x - y = 2$ $x^2 + y^2 = 10$

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones no lineales empleando el método de sustitución:

$x - y = 2$

$x^2 + y^2 = 10$

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Encuentra todas las soluciones del siguiente sistema de ecuaciones no lineales, en el que ambas ecuaciones son de segundo grado: $x^2 + y^2 - 4x = 5$…

Encuentra todas las soluciones del siguiente sistema de ecuaciones no lineales, en el que ambas ecuaciones son de segundo grado:

$x^2 + y^2 - 4x = 5$

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

Resolver

Sistemas simétricos: suma y producto

Cuando el sistema da $x^2+y^2$ y $x\cdot y$, conviene usar $S=x+y$ y $P=x\cdot y$, porque $x^2+y^2=S^2-2P$. Con $S$ y $P$ se arma una ecuación de segundo grado cuyas raíces son $x$ e $y$: $t^2-St+P=0$.

Practica★★★Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones no lineales simétrico. Para facilitar la resolución, utiliza el cambio de variables $S = x + y$ y $P = x \cdot y$:…

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones no lineales simétrico. Para facilitar la resolución, utiliza el cambio de variables $S = x + y$ y $P = x \cdot y$:

$x^2 + y^2 = 34$

$x \cdot y = 15$

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Determina analíticamente los puntos de intersección entre la circunferencia de ecuación $x^2 + y^2 = 25$ y la hipérbola equilátera de ecuación $x \cdot y = 12$. Plantea…

Determina analíticamente los puntos de intersección entre la circunferencia de ecuación $x^2 + y^2 = 25$ y la hipérbola equilátera de ecuación $x \cdot y = 12$. Plantea el sistema no lineal asociado, resuélvelo detallando los pasos y explica cuántas soluciones reales existen.

X Y x² + y² = 25 x·y = 12 4 3
Resolver

Exponenciales y logaritmos: cambio de variable

Un sistema exponencial pasa a lineal al igualar los exponentes de potencias con la misma base. 2x+y = 32 = 25 3x−y = 9 = 32 igualo los exponentes x + y = 5 x − y = 2 sistema lineal

Cuando las bases no se pueden igualar, se usa el cambio de variable. Por ejemplo, en $\begin{cases} 3^x+2^{y+1}=17 \\ 3^{x-1}-2^y=1 \end{cases}$ se escribe $2^{y+1}=2\cdot 2^y$ y $3^{x-1}=\dfrac{3^x}{3}$, y con $u=3^x$, $v=2^y$ queda un sistema lineal en $u$ y $v$.

En los sistemas logarítmicos se aplican antes las propiedades: $\log a+\log b=\log(ab)$, $\log a-\log b=\log\dfrac{a}{b}$ y $\log(a^n)=n\log a$. Recordá que $\log$ es el logaritmo decimal (base 10) y que el argumento debe ser positivo.

Practica★☆☆Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales expresando ambos miembros de cada ecuación como potencias de la misma base: $2^{x+y} = 32$ $3^{x-y} = 9$

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales expresando ambos miembros de cada ecuación como potencias de la misma base:

$2^{x+y} = 32$

$3^{x-y} = 9$

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Aplica la definición de logaritmo para plantear un sistema lineal equivalente y resuelve el siguiente sistema de ecuaciones: $\log_2(x + y) = 3$ $x - 2y = 2$

Aplica la definición de logaritmo para plantear un sistema lineal equivalente y resuelve el siguiente sistema de ecuaciones:

$\log_2(x + y) = 3$

$x - 2y = 2$

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales efectuando los cambios de variable $u = 3^x$ y $v = 2^y$: $3^x + 2^{y+1} = 17$ $3^{x-1} - 2^y = 1$

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones exponenciales efectuando los cambios de variable $u = 3^x$ y $v = 2^y$:

$3^x + 2^{y+1} = 17$

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

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Halla el valor de $x$ e $y$ en el siguiente sistema de ecuaciones logarítmicas, aplicando previamente las propiedades de los logaritmos para simplificar las expresiones:…

Halla el valor de $x$ e $y$ en el siguiente sistema de ecuaciones logarítmicas, aplicando previamente las propiedades de los logaritmos para simplificar las expresiones:

$\log(x) + \log(y) = 2$

$\log(x^2) - \log(y) = 1$

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema mixto que combina una ecuación exponencial y una ecuación logarítmica: $2^x \cdot 4^y = 256$ $\log_3(x) + \log_3(y) = \log_3(6)$

Resuelve el siguiente sistema mixto que combina una ecuación exponencial y una ecuación logarítmica:

$2^x \cdot 4^y = 256$

$\log_3(x) + \log_3(y) = \log_3(6)$

Resolver

Fracciones algebraicas y radicales

Con fracciones algebraicas, primero se fijan las restricciones (los denominadores no pueden ser cero) y, si cada incógnita aparece solo en denominadores, se hace $u=\dfrac{1}{x}$ y $v=\dfrac{1}{y}$. El sistema pasa a ser lineal en $u$ y $v$.

Practica★★☆Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones que contiene fracciones algebraicas, indicando claramente las restricciones previas sobre las incógnitas:…

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones que contiene fracciones algebraicas, indicando claramente las restricciones previas sobre las incógnitas:

$\frac{2}{x} + \frac{3}{y} = 2$

$\frac{4}{x} - \frac{1}{y} = \frac{1}{6}$

Resolver

Ampliación: sistemas con radicales

Con raíces, se despeja una incógnita, se sustituye y se eleva al cuadrado para eliminar el radical. Al elevar al cuadrado pueden aparecer soluciones que no cumplen el sistema original.

Practica★☆☆Sin empezar
Encuentra la solución del siguiente sistema de ecuaciones que involucra expresiones con radicales: $\sqrt{x} + \sqrt{y} = 5$ $x - y = 5$

Encuentra la solución del siguiente sistema de ecuaciones que involucra expresiones con radicales:

$\sqrt{x} + \sqrt{y} = 5$

$x - y = 5$

Resolver

Tres incógnitas: el método de Gauss

Con tres incógnitas, sustitución e igualación son lentas y propensas a errores. El método de Gauss usa la reducción de manera ordenada: se elimina una incógnita por vez hasta dejar el sistema escalonado, que se resuelve de abajo hacia arriba.

Un sistema de tres ecuaciones se transforma en uno escalonado mediante reducción ordenada. x + y + z = 6 x − y + 2z = 5 x + y − z = 0 → x + y + z = 6 − 2y + z = −1 −2z = −6

¿Y si no hay una única solución?

Al escalonar puede pasar algo distinto:

  • Si se llega a una solución única, el sistema es compatible determinado.

  • Si aparece una ecuación como $0=0$, sobra una ecuación y el sistema es compatible indeterminado (infinitas soluciones).

  • Si aparece una ecuación como $0=5$, es imposible: el sistema es incompatible (sin solución).

Practica★☆☆Sin empezar
Halla el valor de las incógnitas $x$, $y$, $z$ en el siguiente sistema de ecuaciones lineales, que ya se encuentra en forma escalonada: $2x - y + 3z = 14$ $3y - z = 5$…

Halla el valor de las incógnitas $x$, $y$, $z$ en el siguiente sistema de ecuaciones lineales, que ya se encuentra en forma escalonada:

$2x - y + 3z = 14$

$3y - z = 5$

$2z = 8$

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Aplica el método de Gauss para transformar y resolver el siguiente sistema de tres ecuaciones lineales con tres incógnitas: $x + y + z = 6$ $x - y + 2z = 5$…

Aplica el método de Gauss para transformar y resolver el siguiente sistema de tres ecuaciones lineales con tres incógnitas:

$x + y + z = 6$

$x - y + 2z = 5$

$x + y - z = 0$

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones lineales utilizando el método de Gauss e indica si es un sistema compatible determinado: $2x - y + 3z = 1$ $x + 2y - z = 4$…

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones lineales utilizando el método de Gauss e indica si es un sistema compatible determinado:

$2x - y + 3z = 1$

$x + 2y - z = 4$

$4x - y + z = 2$

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Analiza el siguiente sistema de ecuaciones lineales y demuestra, utilizando las transformaciones del método de Gauss, que es un sistema incompatible: $x + y + z = 4$…

Analiza el siguiente sistema de ecuaciones lineales y demuestra, utilizando las transformaciones del método de Gauss, que es un sistema incompatible:

$x + y + z = 4$

$2x - y + 3z = 5$

$3x + 4z = 10$

Resolver

Ampliación: infinitas soluciones y discusión con parámetro

Cuando el sistema es compatible indeterminado, se toma una incógnita como parámetro $\lambda$ y se expresan las otras en función de ella.

También se puede discutir un sistema según un parámetro $k$: se escalona y se mira para qué valores de $k$ queda $0=0$ o $0=$ un número distinto de cero.

Practica★★★Sin empezar
Discute el siguiente sistema de ecuaciones lineales en función del parámetro $k$: $x + 2y = 5$ $3x + ky = 15$ Halla el valor de $k$ para el cual el sistema tiene…

Discute el siguiente sistema de ecuaciones lineales en función del parámetro $k$:

$x + 2y = 5$

$3x + ky = 15$

Halla el valor de $k$ para el cual el sistema tiene infinitas soluciones y expresa la solución general en función de un parámetro real $\lambda$.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Resuelve el siguiente sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas mediante el método de Gauss. Comprueba que se trata de un sistema compatible indeterminado y expresa…

Resuelve el siguiente sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas mediante el método de Gauss. Comprueba que se trata de un sistema compatible indeterminado y expresa su conjunto de soluciones en función de un parámetro $\lambda$:

$x - 2y + z = 3$

$2x + y - 3z = 1$

$4x - 3y - z = 7$

Resolver

Plantear problemas con sistemas

Para resolver un problema con un sistema: 1) elegí las incógnitas y decí qué representa cada una; 2) traducí cada dato a una ecuación; 3) resolvé; 4) comprobá que la solución tiene sentido en el contexto (por ejemplo, que no dé una cantidad negativa).

Practica★☆☆Sin empezar
Un agricultor ha recolectado $500$ kg de fruta entre manzanas y peras. Sabiendo que el triple de los kilos de manzanas equivale exactamente al doble de los kilos de…

Un agricultor ha recolectado $500$ kg de fruta entre manzanas y peras. Sabiendo que el triple de los kilos de manzanas equivale exactamente al doble de los kilos de peras, plantea y resuelve un sistema de ecuaciones lineales para determinar cuántos kilos de cada fruta ha recolectado.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
En un laboratorio químico se desea obtener $100$ litros de una disolución de ácido al $30\%$. Para ello se van a mezclar dos disoluciones disponibles en el almacén: una…

En un laboratorio químico se desea obtener $100$ litros de una disolución de ácido al $30\%$. Para ello se van a mezclar dos disoluciones disponibles en el almacén: una al $20\%$ de concentración y otra al $45\%$. Plantea y resuelve un sistema de ecuaciones lineales para calcular cuántos litros de cada disolución se deben emplear.

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
El perímetro de una parcela rectangular mide $140$ m y la longitud de su diagonal es de $50$ m. Plantea un sistema de ecuaciones no lineales que describa la situación y…

El perímetro de una parcela rectangular mide $140$ m y la longitud de su diagonal es de $50$ m. Plantea un sistema de ecuaciones no lineales que describa la situación y resuélvelo para determinar las dimensiones de la parcela.

x y d = 50 m
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Una empresa tecnológica ensambla tres tipos de drones: A, B y C. En total fabrican $60$ drones al mes. El número de drones del tipo A es el doble que los del tipo C, y…

Una empresa tecnológica ensambla tres tipos de drones: A, B y C. En total fabrican $60$ drones al mes. El número de drones del tipo A es el doble que los del tipo C, y la suma de los drones tipo B y C supera en $12$ a los del tipo A. Plantea un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas y resuélvelo mediante el método de Gauss.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Dos ciclistas parten simultáneamente desde dos ciudades A y B, separadas por una distancia de $120$ km, y circulan en sentidos opuestos para encontrarse. El ciclista que…

Dos ciclistas parten simultáneamente desde dos ciudades A y B, separadas por una distancia de $120$ km, y circulan en sentidos opuestos para encontrarse. El ciclista que parte de A viaja a una velocidad constante que supera en $5$ km/h a la del ciclista que parte de B. Sabiendo que se cruzan exactamente al cabo de $3$ horas, plantea un sistema de ecuaciones para hallar la velocidad de cada uno y la distancia que ha recorrido cada ciclista hasta el punto de encuentro.

A B Punto de encuentro 120 km vA vB dA dB
Resolver

Volvé al principio: los dos ciclistas de la Rambla se resuelven con un sistema de dos ecuaciones lineales, como acabás de ver.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado