Ecuaciones de segundo grado
En el liceo van a poner un piso nuevo en un patio cuadrado de $144$ m². ¿Cuánto mide el lado? Buscás un número $x$ tal que $x^2 = 144$. Es una ecuación distinta a las de primer grado: la incógnita está elevada al cuadrado. Se llaman ecuaciones de segundo grado, y en esta página vas a aprender a resolverlas todas, incluso las que no se resuelven «a ojo».
Forma general
Gráficamente, $y = ax^2 + bx + c$ es una parábola, y las soluciones de la ecuación son los puntos donde corta al eje $x$. Mové $a$, $b$ y $c$ y observá:
Identifica cuáles de las siguientes ecuaciones son de segundo grado. Para aquellas que lo sean, escríbelas en su forma general ($ax^2 + bx + c = 0$) e indica el valor de…
Identifica cuáles de las siguientes ecuaciones son de segundo grado. Para aquellas que lo sean, escríbelas en su forma general ($ax^2 + bx + c = 0$) e indica el valor de sus coeficientes $a$, $b$ y $c$:
- a) $3x^2 - 5 = x + 2$
- b) $x^2 + 3x - x^2 = 10$
- c) $5x - 3 = 0$
- d) $(x + 2) \cdot (x - 2) = 0$
Ordenar antes de resolver
Muchas ecuaciones no vienen en forma general: tienen paréntesis, productos o denominadores. Primero hay que desarrollar (aplicar la distributiva, como en polinomios), reducir términos semejantes y pasar todo a un miembro.
Si hay denominadores, multiplicá todos los términos por el m.c.m. de los denominadores. Por ejemplo, en $\dfrac{x^2}{3} - \dfrac{x}{2} = \dfrac{1}{3}$ multiplicás por $6$ y queda $2x^2 - 3x = 2$, es decir, $2x^2 - 3x - 2 = 0$.
Ecuaciones incompletas
Cuando falta un término, se resuelven sin fórmula y más rápido.
Calcula la solución de estas ecuaciones de segundo grado incompletas del tipo $ax^2 + c = 0$ (recuerda que pueden tener dos soluciones, una o ninguna): a) $x^2 - 49 = 0$…
Calcula la solución de estas ecuaciones de segundo grado incompletas del tipo $ax^2 + c = 0$ (recuerda que pueden tener dos soluciones, una o ninguna):
- a) $x^2 - 49 = 0$
- b) $2x^2 - 32 = 0$
- c) $x^2 + 25 = 0$
- d) $5x^2 = 0$
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas extrayendo factor común. No olvides que una de las soluciones siempre es $x = 0$: a) $x^2 - 7x = 0$ b)…
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas extrayendo factor común. No olvides que una de las soluciones siempre es $x = 0$:
- a) $x^2 - 7x = 0$
- b) $3x^2 + 12x = 0$
- c) $x^2 = 5x$
- d) $4x^2 - 2x = 0$
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas utilizando el método más adecuado (extracción de factor común o raíz cuadrada directa): a)…
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado incompletas utilizando el método más adecuado (extracción de factor común o raíz cuadrada directa):
- a) $3x^2 - 27 = 0$
- b) $x^2 + 5x = 0$
- c) $2x^2 = 8x$
La fórmula de resolución
Para una ecuación completa hay una fórmula que funciona siempre (la «fórmula de Bhaskara»):
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$El símbolo $\pm$ da dos soluciones: una sumando la raíz y otra restándola.
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado completas utilizando la fórmula general: $$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$ a) $x^2 - 5x + 6 = 0$ b)…
Resuelve las siguientes ecuaciones de segundo grado completas utilizando la fórmula general:
$$x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$$- a) $x^2 - 5x + 6 = 0$
- b) $x^2 + 2x - 8 = 0$
- c) $x^2 - 10x + 25 = 0$
Un diseñador de jardines quiere rodear una fuente circular con un borde de flores. La ecuación que relaciona las medidas del diseño es $x(x - 8) = -15$, donde $x$ es una…
Un diseñador de jardines quiere rodear una fuente circular con un borde de flores. La ecuación que relaciona las medidas del diseño es $x(x - 8) = -15$, donde $x$ es una medida en metros. Resuelve la ecuación utilizando la fórmula general para encontrar los posibles valores de $x$.
Reduce la siguiente expresión a la forma general $ax^2 + bx + c = 0$ y halla sus soluciones aplicando la fórmula: $$(x + 2)^2 - 7 = 2x + 1$$
Reduce la siguiente expresión a la forma general $ax^2 + bx + c = 0$ y halla sus soluciones aplicando la fórmula:
$$(x + 2)^2 - 7 = 2x + 1$$Un programador de videojuegos está diseñando la fórmula para calcular la experiencia crítica de un personaje. Tras simplificar el código, la ecuación resultante es la…
Un programador de videojuegos está diseñando la fórmula para calcular la experiencia crítica de un personaje. Tras simplificar el código, la ecuación resultante es la siguiente:
$$\frac{(x + 2)^2}{3} - \frac{x(x - 1)}{2} = \frac{x^2 + 7}{6}$$Opera, reduce a la forma general $ax^2 + bx + c = 0$ y halla los valores de $x$ que hacen que la fórmula funcione.
El discriminante: ¿cuántas soluciones?
Lo que está dentro de la raíz, $\Delta = b^2 - 4ac$, se llama discriminante. Permite saber cuántas soluciones reales tiene la ecuación sin resolverla:
| $\Delta = b^2 - 4ac$ | Soluciones reales |
|---|---|
| $\Delta > 0$ | Dos soluciones distintas |
| $\Delta = 0$ | Una solución (doble) |
| $\Delta < 0$ | Ninguna |
El porqué: si $\Delta < 0$ habría que sacar la raíz cuadrada de un número negativo, y eso no existe en $\mathbb{R}$; si $\Delta = 0$, el $\pm$ no cambia nada y las dos soluciones coinciden.
Sin resolver las ecuaciones, calcula el valor del discriminante ($\Delta = b^2 - 4ac$) e indica si tienen dos soluciones, una solución doble o ninguna solución real: a)…
Sin resolver las ecuaciones, calcula el valor del discriminante ($\Delta = b^2 - 4ac$) e indica si tienen dos soluciones, una solución doble o ninguna solución real:
- a) $x^2 - 6x + 9 = 0$
- b) $x^2 - 5x + 4 = 0$
- c) $2x^2 + 3x + 5 = 0$
En el laboratorio de matemáticas, estamos analizando el comportamiento de diferentes proyectiles. Sin resolver las siguientes ecuaciones, utiliza el discriminante…
En el laboratorio de matemáticas, estamos analizando el comportamiento de diferentes proyectiles. Sin resolver las siguientes ecuaciones, utiliza el discriminante ($\Delta = b^2 - 4ac$) para indicar cuántas soluciones reales tiene cada una:
- a) $x^2 - 6x + 9 = 0$
- b) $2x^2 + 3x + 5 = 0$
- c) $x^2 - 5x + 4 = 0$
Se va a construir una rampa parabólica para un nuevo skatepark. La trayectoria de la rampa es $y = x^2 - 10x + k$ y el suelo es el eje $x$ (es decir, $y = 0$). Para que…
Se va a construir una rampa parabólica para un nuevo skatepark. La trayectoria de la rampa es $y = x^2 - 10x + k$ y el suelo es el eje $x$ (es decir, $y = 0$). Para que la rampa sea segura y tenga un único punto de apoyo sobre el suelo, el discriminante de la ecuación $x^2 - 10x + k = 0$ debe ser igual a cero.
¿Qué valor debe tener el coeficiente $k$ para que la rampa tenga una única solución (solución doble)? Una vez hallado $k$, resuelve la ecuación para encontrar el punto de apoyo.
Armar una ecuación a partir de sus soluciones
Si una ecuación tiene soluciones $x_1$ y $x_2$, se puede escribir como $(x - x_1)(x - x_2) = 0$. Es el camino inverso: desarrollás el producto y llegás a la forma general.
Marta y Javier están jugando a "adivinar la ecuación". Marta dice: "Mi ecuación tiene las soluciones $x_1 = 3$ y $x_2 = -5$ y el coeficiente del término $x^2$ es $1$".…
Marta y Javier están jugando a "adivinar la ecuación". Marta dice: "Mi ecuación tiene las soluciones $x_1 = 3$ y $x_2 = -5$ y el coeficiente del término $x^2$ es $1$".
Escribe la ecuación de Marta en su forma general ($x^2 + bx + c = 0$). Ayuda: Utiliza la forma factorizada $(x - x_1) \cdot (x - x_2) = 0$.
Problemas con números
Al resolver un problema: planteá, resolvé, verificá y respondé en el contexto. Descartá las soluciones que no tengan sentido (una longitud negativa, una cantidad de personas con decimales…).
El producto de un número entero por su siguiente es igual a $30$. Traduce este enunciado a una ecuación de segundo grado y halla de qué números puede tratarse (recuerda…
El producto de un número entero por su siguiente es igual a $30$. Traduce este enunciado a una ecuación de segundo grado y halla de qué números puede tratarse (recuerda que existen dos posibles parejas de números).
Halla un número entero tal que si le sumas su propio cuadrado, el resultado obtenido es $42$. Pista: Recuerda pasar todos los términos a un miembro para igualar la…
Halla un número entero tal que si le sumas su propio cuadrado, el resultado obtenido es $42$. Pista: Recuerda pasar todos los términos a un miembro para igualar la ecuación a cero.
El producto de dos números enteros consecutivos es igual al cuádruple del menor más $10$ unidades. Plantea la ecuación de segundo grado correspondiente y halla cuáles…
El producto de dos números enteros consecutivos es igual al cuádruple del menor más $10$ unidades. Plantea la ecuación de segundo grado correspondiente y halla cuáles son esos dos números. ¿Hay más de una pareja de números que cumpla la condición?
Problemas de áreas
Las áreas de cuadrados y rectángulos llevan a ecuaciones de segundo grado: el lado multiplicado por el lado.
Queremos diseñar una alfombra cuadrada para una habitación. Si sabemos que el área total que debe ocupar es de $144$ $m^2$, ¿cuánto debe medir el lado de la alfombra?…
Queremos diseñar una alfombra cuadrada para una habitación. Si sabemos que el área total que debe ocupar es de $144$ $m^2$, ¿cuánto debe medir el lado de la alfombra? Escribe la ecuación de segundo grado correspondiente y resuélvela.
El municipio de una localidad quiere instalar una lona publicitaria cuadrada en la fachada de un polideportivo para anunciar un evento de eSports. Si la superficie total…
El municipio de una localidad quiere instalar una lona publicitaria cuadrada en la fachada de un polideportivo para anunciar un evento de eSports. Si la superficie total que ocupa la lona es de $144 m^2$, planteá una ecuación de segundo grado y calculá cuánto mide el lado de dicha lona.
La base de una nueva tablet tiene forma rectangular. Sabemos que su base mide $4 cm$ más que su altura y que su superficie total es de $60 cm^2$. Calcula las dimensiones…
La base de una nueva tablet tiene forma rectangular. Sabemos que su base mide $4 cm$ más que su altura y que su superficie total es de $60 cm^2$. Calcula las dimensiones (base y altura) de la tablet resolviendo la ecuación de segundo grado correspondiente.
Pitágoras y figuras que cambian
Hay problemas donde el enunciado describe cómo cambia una figura, o donde aparece un triángulo rectángulo. En ambos casos planteás una ecuación de segundo grado.
Halla las dimensiones del rectángulo de la figura sabiendo que su área es de $15$ $cm^2$. Para ello, plantea una ecuación de segundo grado y resuélvela mediante la…
Halla las dimensiones del rectángulo de la figura sabiendo que su área es de $15$ $cm^2$. Para ello, plantea una ecuación de segundo grado y resuélvela mediante la fórmula general.
Un monopatín eléctrico de $130$ cm de largo quedó apoyado contra una pared. La distancia desde el pie de la pared hasta la base del monopatín es $70$ cm menor que la…
Un monopatín eléctrico de $130$ cm de largo quedó apoyado contra una pared. La distancia desde el pie de la pared hasta la base del monopatín es $70$ cm menor que la altura que alcanza el monopatín en la pared.
Si llamamos $x$ a la altura de la pared, aplicá el Teorema de Pitágoras para plantear una ecuación de segundo grado y calculá dicha altura.
Un artista urbano quiere pintar un mural cuadrado en una pared. Sin embargo, decide ampliar el diseño original aumentando su lado en $2$ metros. Al hacerlo, el área…
Un artista urbano quiere pintar un mural cuadrado en una pared. Sin embargo, decide ampliar el diseño original aumentando su lado en $2$ metros. Al hacerlo, el área total del mural se triplica respecto al diseño original.
Calcula cuánto medía el lado del mural originalmente (aproxima el resultado a dos decimales si es necesario).
Fórmulas y situaciones de la vida real
A veces la ecuación viene de una fórmula (como la altura de un objeto lanzado hacia arriba) o de un recorte de una figura. Igualás la expresión al valor que te dan y resolvés.
Se lanza un pequeño dron de juguete verticalmente hacia arriba desde el suelo. La altura $h$ (en metros) a la que se encuentra el dron tras un tiempo $t$ (en segundos)…
Se lanza un pequeño dron de juguete verticalmente hacia arriba desde el suelo. La altura $h$ (en metros) a la que se encuentra el dron tras un tiempo $t$ (en segundos) viene dada por la expresión:
$$h = 30t - 5t^2$$La gráfica muestra la trayectoria del dron y la altura de $25$ m marcada con una línea discontinua.
¿En qué momentos se encontrará el dron exactamente a $25$ metros de altura? Resuélvelo de forma algebraica y explica por qué obtienes dos soluciones distintas.
En una red social de fotografía, el número de "Likes" de la publicación de hoy de un influencer* ha sido tal que, si se le restan $10$ unidades y el resultado se eleva…
En una red social de fotografía, el número de "Likes" de la publicación de hoy de un influencer ha sido tal que, si se le restan $10$ unidades y el resultado se eleva al cuadrado, se obtiene el mismo valor que multiplicando el número de "Likes" por $5$ y restándole $50$.
Calcula cuántos "Likes" ha recibido hoy dicha publicación.
Una lámina de cartón rectangular mide $20$ cm de base y $15$ cm de altura. Queremos recortar un cuadrado de lado $x$ en cada una de sus esquinas para fabricar una caja…
Una lámina de cartón rectangular mide $20$ cm de base y $15$ cm de altura. Queremos recortar un cuadrado de lado $x$ en cada una de sus esquinas para fabricar una caja abierta. Si sabemos que el área de la base de la caja resultante debe ser de $150$ cm², calcula cuánto debe medir el lado $x$ de los cuadrados recortados.
Volvé al principio: para el patio de $144$ m² resolvías $x^2 = 144$, o sea $x = \pm 12$. Como un lado es una longitud, el patio mide exactamente $12$ m de lado.