Resolviendo ecuaciones lineales

Suponiendo que pidiéramos una porción de pizza que cuesta 25€ , y donuts que también cuestan 20€ por uno. Si todo el dinero que presupuestamos es de 1000€, ¿cuánto podemos pedir de cada?

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    Este sistema puede modelarse matemáticamente en una ecuación lineal como

    25x + 20y = 1000,

    donde x e y podrían hallarse, considerandox = number of pizza slices y y = number of donuts.

    En este artículo aprenderemos a resolver ecuaciones lineales, a utilizar distintos métodos para resolverlas y a verificar sus soluciones.

    ¿Qué es una ecuación lineal?

    Una ecuación lineal, también conocida como ecuación de un grado, es una ecuación en la que la mayor potencia de la variable es siempre 1.

    Las ecuaciones lineales en una variable tienen la forma estándar

    ax + b = 0,

    donde x es una variable, a es un coeficiente y b es una constante.

    Están en forma estándar de dos variables como

    ax + by = c,

    donde x e y son variables, c es una constante y a y b son coeficientes.

    Son lineales porque sus dos variables tienen potencia 1, y la gráfica de estas ecuaciones es siempre en línea recta.

    Resolver ecuaciones lineales consiste en encontrar los valores de las variables tales que la ecuación se satisfaga cuando se sustituyan de nuevo en ellas. La regla fundamental para resolverlas es "la regla de oro". Ésta establece que se hace a un lado de la ecuación lo que se hace al otro lado de la ecuación.

    Ecuaciones lineales en una variable

    Las ecuaciones lineales en una variable, como ya se ha dicho en este artículo, tienen la forma

    ax + b = 0,

    donde x es una variable, a es un coeficiente y b es una constante.

    Estas ecuaciones se resuelven fácilmente agrupando primero los términos semejantes. Esto significa que los términos con la variable se enviarán a un lado de la ecuación, mientras que las constantes van al otro lado. Entonces, ya se pueden operar para hallar el valor de la variable.

    Los pasos que se asocian a la resolución de ecuaciones lineales en una variable son:

    1. Simplificar cada lado de la ecuación si es necesario;

    2. Aislar la variable;

    3. Halla algebraicamente el valor de la variable;

    4. Verifica tu solución sustituyendo el valor en la ecuación.

    Veamos un ejemplo.

    Resuelve la ecuación3x + 2 = 0.

    Solución

    3x + 2 = 0

    Se simplifica cada lado de la ecuación, se consigue el paso 1.

    Paso2: Agrupa los términos semejantes restando 2 a cada lado de la ecuación

    3x + 2 - 2 = 0 -2

    3x = -2

    Paso3: Divide cada lado por 3

    3x3 = -23

    x = -23

    Paso 4: Ahora podemos evaluarla para ver si es cierta. La ecuación significa que todo lo que hay en el lado izquierdo debe ser igual a lo que hay en el derecho. Por tanto, todo lo que hay en el lado izquierdo de la ecuación debe ser igual a 0. Ahora sustituiremos la solución en la ecuación.

    3x+2 = 03-23 + 2 = 0

    Ahora dividiremos 3 fuera del paréntesis por el 3 como denominador, y tendremos 1 cada uno.

    -2+2 = 0

    0 = 0

    Vemos aquí que la solución que tenemos es verdadera.

    Resuelve la ecuación x + 7 = 18.

    Solución

    Se simplifica cada lado de la ecuación, se consigue el paso 1.

    Paso2 y 3: Agrupa los términos semejantes restando 7 a cada lado de la ecuación.

    x + 7 - 7 = 18 - 7

    x = 11

    Paso 4: Ahora podemos evaluarla para ver si es cierta. La ecuación significa que todo lo que hay en el lado izquierdo debe ser igual a lo que hay en el derecho. Por tanto, si sumamos x a 7, deberíamos tener 18

    x + 7 = 18

    x = 11

    11 + 7 = 18

    Esto significa que nuestra ecuación es cierta.

    Ecuaciones lineales en dos variables

    Resolver ecuaciones lineales en dos variables ya no puede darte valores absolutos, a menos que se proporcione otra ecuación que posea las mismas variables que la primera ecuación. Por ejemplo, si nos dieran una ecuación como

    x + y = 5,

    entonces, si x = 3, y = 2, si x = 4, y = 1, y así sucesivamente.

    La única forma de tener valores absolutos es tener otra ecuación con las mismas variables.

    Una forma de resolver este tipo de ecuaciones es por el método de sustitución. Haces que una variable sea el sujeto de una de las ecuaciones y sustituyes ese valor en la otra ecuación para tener sólo una variable que hallar. Podemos tomar el ejemplo siguiente.

    Resuelve x e y dadas las ecuaciones 2x + 5y = 20 y 3x + 5y = 12.

    Solución

    2x + 5y = 20 3x + 5y = 12

    Hagamos que y sea el sujeto de la primera ecuación restando 2x a cada lado de la ecuación.

    2x - 2x + 5y = 20 - 2x

    5y = 20 - 2x5y5= 205- 2x5y = 4 - 2x5

    Ahora sustituiremos este valor de y en la segunda ecuación

    3x + 5y = 12

    3x + 5(4-2x5) = 123x + 20 - 2x = 12x = 12 - 20x = -8

    Ahora sustituiremos este valor de x en cualquiera de las ecuaciones para hallar y. Utilizaremos la primera.

    2x + 5y = 20

    2(-8) + 5y = 20-16 + 5y = 20

    Suma 16 a cada lado de la ecuación para que 5y quede solo en ese lado de la ecuación

    16 - 16 + 5y = 20 + 16

    5y = 36

    Divide entre 5 para hallar y

    5y5 = 365

    y = 365

    Resolución de ecuaciones lineales en dos variables mediante gráficas

    Las ecuaciones lineales en dos variables son tales que ambas ecuaciones siguen siendo verdaderas cuando encontramos una solución para cada variable. Cuando queremos resolver sistemas de ecuaciones lineales mediante gráficas, trazamos ambas ecuaciones en el mismo plano de coordenadas. El punto de intersección de ambas rectas es la solución del sistema. Veamos el siguiente ejemplo.

    Resuelve la ecuación

    y - 2x = 2-x = -y-1

    Solución

    Como ya hemos dicho, querremos representar ambas ecuaciones en el plano de coordenadas. Empezaremos por hallar la intersección y la pendiente de cada recta. Esto significa que, para cada ecuación, la reescribiremos en la forma pendiente-intersección. La forma pendiente-intersección viene dada por

    y = mx+b

    donde m es la pendiente

    b es la intersección y

    x es el valor x en el plano de coordenadas

    y es el valor y en el plano de coordenadas

    y-2x = 2 [Ecuación 1]

    y = 2x+2

    Esto significa que

    m=2

    y-intercept=2

    -x=-y-1 [Ecuación 2]

    y = x-1

    Esto significa que

    m=1

    y-intercept = -1

    Ambas ecuaciones en la forma pendiente-intersección vienen dadas por;

    y = 2x+2y = x-1

    Hallemos el valor ysuponiendo dos valores en el eje x. Recuerda que dos puntos son suficientes para obtener una recta. Dados dos valores en el eje x, utilizaremos 1 y 2, ¿cuál es y cuando x = 1? ¿Y qué es y cuando x = 2?

    La solución a estas dos preguntas debería darnos las rectas de ambas ecuaciones.

    Empecemos por la ecuación 1,

    y = 2x+2.

    Sustituye 1 en la ecuación suponiendo que x = 1,

    y = 2(1) +2

    y = 4

    Cuando x=1, y=4.

    Sustituye 2 en la ecuación suponiendo que x = 2,

    y = 2(2) +2

    y = 6

    Cuando x=2, y=6.

    Ahora tenemos dos puntos para representar la ecuación 1.

    Resolver ecuaciones lineales, Graficar ecuaciones lineales, StudySmarterGráfica de la recta y = 2x + 2 - StudySmarter Originals

    Lo mismo haremos para la Ecuación 2,

    y = x-1.

    Sustituye 1 en la ecuación suponiendo que x = 1,

    y = 1-1

    y = 0

    Cuando x=1, y=0.

    Sustituye 2 en la ecuación suponiendo que x = 2,

    y = 2-1

    y = 1

    Cuando x=2, y=1.

    Grafiquemos estos puntos y tracemos la recta en el mismo plano de coordenadas.

    Resolver ecuaciones lineales, Graficar ecuaciones lineales, StudySmarterGráfica de las ecuaciones y = 2x + 2 e y = x - 1, StudySmarter Originals

    El punto que ambos interceptan es la solución del problema, (-3, -4).

    Esto significa que

    x=-3

    y=-4

    Ahora podemos evaluarlo para ver si es cierto. Trabajar con ecuaciones significa que todo lo que hay en el lado izquierdo debe ser igual a lo que hay en el derecho. Como aquí tenemos dos ecuaciones, comprobaremos ambas. Empecemos por la primera.

    y-2x = 2

    Sustituiremos los valores que acabamos de encontrar en la ecuación

    -4-2(-3) = 2

    Como ambos valores negativos se multiplican entre sí, el resultado pasa a ser positivo.

    -4 + 6 = 2

    2 = 2.

    Vemos aquí que se cumple la primera ecuación. Podemos seguir adelante y hacer lo mismo con la segunda ecuación.

    -x = -y-1

    Sustituye los valores que acabamos de encontrar en la ecuación

    -(-3) = -(-4)-1

    Si los valores negativos se multiplican entre sí, el resultado será positivo.

    3 = 4-1

    3 = 3

    Aquí nos damos cuenta de que la solución satisface ambas ecuaciones, por lo tanto, la solución es correcta.

    Resolución de ecuaciones lineales - Puntos clave

    • Las ecuaciones lineales son ecuaciones cuya mayor potencia de la variable es siempre 1.
    • Las ecuaciones lineales en una variable están en forma estándar como ax + b = 0, donde x es una variable, a es un coeficiente y b es una constante.
    • Están en forma estándar de dos variables como ax + by = c, donde x e y son variables, c es una constante y a y b son coeficientes.
    • Resolver ecuaciones lineales en una variable significa hallar para esa variable convirtiéndola en sujeto y realizando la aritmética necesaria.
    • La resolución de ecuaciones lineales en dos variables requiere que otra ecuación tenga solución absoluta para las variables.
    Preguntas frecuentes sobre Resolviendo ecuaciones lineales
    ¿Qué es una ecuación lineal?
    Una ecuación lineal es una ecuación algebraica en la que cada término es una constante o el producto de una constante por una variable.
    ¿Cómo se resuelve una ecuación lineal?
    Para resolver una ecuación lineal, se despeja la variable, realizando operaciones contrarias en ambos lados para aislarla.
    ¿Qué significa el término 'solución' en una ecuación lineal?
    La 'solución' de una ecuación lineal es el valor de la variable que hace verdadera la igualdad.
    ¿Cuáles son los pasos básicos para resolver ecuaciones lineales?
    Los pasos básicos son: simplificar ambos lados, aislar la variable, y resolver la ecuación resultante.
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    ¿Qué significa resolver una ecuación lineal en dos variables?

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