Taller de Matemáticas I
Taller de Matemáticas I
Semana 3 y 4
2
Universidad CNCI de México
Temario
1. La igualdad matemática 1.1. Identidades y ecuaciones 1.2. Propiedades de la igualdad
1.3. Propiedades de los números reales
2. Ecuación de primer grado con una incógnita
2.1. Solución de una ecuación lineal mediante el método formal
2.2. Solución de una ecuación lineal mediante el método de transposición de términos.
2.3. Solución de una ecuación lineal mediante el método gráfico 2.3.1. Ecuación de primer grado con dos incógnitas
2.3.2. Introducción a las funciones 2.3.3. Plano cartesiano
2.3.4. La función lineal y su relación con la ecuación lineal 2.3.5. Graficación mediante tabulación
2.3.6. Graficación a partir de la pendiente y la ordenada al origen 2.3.7. Graficación por medio de las intersecciones con los ejes
3. Sistema de ecuaciones lineales con dos incógnitas 3.1. Clasificación de los sistemas de ecuaciones 3.2. Métodos de solución de sistemas 2×2 3.2.1. Método de suma y resta
3.2.2. Método de sustitución 3.2.3. Método de igualación 3.2.4. Método gráfico
3.2.5. Método por determinantes
4. Sistema de ecuaciones lineales con tres incógnitas 4.1. Métodos de solución de sistemas 3×3
4.1.1. Método gráfico
4.1.2. Método por determinantes 4.1.3. Método de sustitución
5. Ecuaciones cuadráticas
5.1. Métodos de solución de ecuaciones cuadráticas
5.1.1. Método de solución por despeje de ecuaciones cuadráticas puras 5.1.2. Método de solución por factorización de ecuaciones cuadráticas mixtas 5.1.3. Método de solución completando el trinomio cuadrado perfecto
5.1.4. Método de solución por fórmula general
6. Funciones cuadráticas
6.1. Características de una ecuación cuadrática 6.1.1. Elementos de la parábola
6.1.2. Sentido de la parábola
6.1.3. Tipos de soluciones a partir de sus coeficientes 6.2. Gráfica de una ecuación cuadrática
7. Forma estándar de una función cuadrática 7.1. Desplazamiento vertical
7.2. Desplazamiento horizontal
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Semana
3
Sesión
9
Los temas a revisar el día de hoy son:
1. La igualdad matemática 1.1. Identidades y ecuaciones 1.2. Propiedades de la igualdad
1.3. Propiedades de los números reales
2. Ecuación de primer grado con una incógnita
2.1. Solución de una ecuación lineal mediante el método formal
2.2. Solución de una ecuación lineal mediante el método de transposición de términos.
2.3. Solución de una ecuación lineal mediante el método gráfico 2.3.1. Ecuación de primer grado con dos incógnitas
1. La igualdad matemática
Una igualdad matemática se compone de dos expresiones unidas por el signo igual.
Matemáticamente hablando, dos expresiones algebraicas serán iguales si tienen
precisamente el mismo valor:
expresión 1 = expresión 2
Ejemplo 1. Clasifica las siguientes expresiones algebraicas de acuerdo a sus
componentes.
Ahora bien, puedes visualizar una igualdad como una balanza en equilibrio, donde el
equilibrio no se debe perder nunca; es decir, si de un lado de ésta hay determinada
cantidad y se coloca o quita una parte, la misma parte deberá ser retirada o añadida
del otro lado.
Añadiendo una
cantidad x
a ambos lados de la balanza
2
7
2
4
3
+
+
=
+
5
3
8
−
=
(
x
+
y
)
2=
x
2+
2
xy
+
y
20
1
2−
=
a
Como sólo tienen números, se denominan
igualdades numéricas,
Ejemplo:
Dos vendedores de agua fresca, Carlos y Claudia, tienen tres jarras con agua de frutas
cada uno.
Carlos ha colocado en la primera jarra medio litro de agua de jamaica, en la segunda
tiene un tercio de litro de agua de horchata y en la tercer jarra tiene un litro de agua
de limón.
Claudia ha colocado tres cuartos de litro de agua de naranja en la primera jarra, un
cuarto de litro de agua de melón en la segunda, y cinco sextos de litro de agua de
mango en la tercera jarra.
¿Qué harías para saber cuál de los dos vendedores tiene más agua?
Carlos que colocó en tres jarras medio litro de agua de jamaica, un tercio de litro de
agua de horchata y un litro de agua de limón respectivamente; o Claudia que colocó en
tres jarras tres cuartos de litro de agua de naranja, un cuarto de litro de agua de melón
y cinco sextos de litro de agua de mango.
Lo primero que debes hacer es plantear una igualdad para cada uno de los
vendedores:
Matemáticamente puedes decir que: , y parece bastante lógico, ¿no?
Siguiendo con la balanza, supón que le sumas (añades) una cantidad cualquiera, en este caso representada por un vaso de agua, entonces:
Observa que no es tan difícil mantener el balance en una igualdad matemática.
Ahora, la pregunta es, ¿será equivalente la siguiente expresión?
Analiza: 0.5 + 0.5 es igual a 1, por lo tanto, puedes decir que la expresión anterior sí es equivalente y que por lo tanto, esa igualdad puede ser tratada como cualquier otra.
Otra forma de presentarte una igualdad es la siguiente:
En esta expresión tienes una parte desconocida, lax, pero rápidamente sabes que el valor dexdebe
ser 0.5 para que el “equilibrio” de la igualdad se conserve.
kg 0.5 kg 0.5 kg
1 = +
x 0.5
1 = +
Cantidad de agua de Carlos
Cantidad de agua
en la jarra 1 Cantidad de aguaen la jarra 2
Cantidad de agua en la jarra 3
=
+
+
Cantidad de agua
de Claudia Cantidad de aguaen la jarra 1 Cantidad de aguaen la jarra 2
Cantidad de agua en la jarra 3
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Después establece una incógnita para cada uno (x para Carlos, y para Claudia), y
resuélvelas:
Comparando resultados, los dos vendedores tienen la misma cantidad de agua en sus
jarras.
1.1. Identidades y ecuaciones
Como sabes, una igualdad algebraica se compone de números y literales.
En la siguiente figura puedes ver su clasificación, tomando en cuenta si la igualdad se
verifica para todos o sólo algunos números reales.
Se hablará de una identidad cuando la
igualdad se cumpla para cualquier
valor que se le dé a sus literales.
Tendrás una ecuación cuando la
igualdad se cumpla sólo para algunos
valores que se le den a sus literales o
incógnitas.
Ejemplo. Verifica por qué la expresión es una identidad.
Para que una expresión algebraica sea una identidad, es necesario que la igualdad se
mantenga, aun cuando sus literales tomen cualquier valor.
Si arbitrariamente le das los siguientes valores a las literales: a=2, m=3 y n=‐1,
entonces:
1 3 1 2 1 + +
=
x
6 6 2
3+ +
=
x
6 11
=
x
6 5 4 1 4
3 + +
=
y
6 5 6+ =
y
6 11
=
y
6 5 1+ =
y
Los v ecuac
Prác
Verif1.2. P Las ig de fo
Sean Exist men Sean P R S T Pr su
valores que ción.
ctica
34
fica por qué
Propiedade gualdades t orma inmed n a, b, y c nú
e otro grup cionan a co n a, b y c nú
ropiedad Reflexiva Simétrica S ransitiva S incipio de ustitución S p c q é
hacen ciert
é la expresió
es de la igua tienen y cum diata, las cu úmeros real
po de prop ontinuación. meros reale Represen algebr
a= a
Si a=b, enton
Si a=b y b=c a=c
Si a=b, enton pueden ser ut cualquier prop que el valor de ésta cambie.
ta la igualda
ón
aldad
mplen con
uales se me es, entonce
piedades qu .
es, entonce ntación raica
a
nces b=a
c, entonces
nces ambas tilizadas en posición sin e verdad de
3 2y− =
ad reciben e
es
una serie d ncionan a c es:
ue te permi s:
Signifi lenguaje
Todo número mismo.
Es posible in miembros de sin que ésta s
Si dos expres iguales a una entonces ést entre sí. Si dos expres iguales, ésta sustituidas e proposición s de verdad ca
5 + = x
el nombre d
una ecuaci
de propieda continuación
iten resolve icado en e coloquial
o es igual a sí
tercambiar los e una igualdad
se altere.
siones son a tercera,
tas son iguale
siones son as pueden ser
n cualquier sin que el valo ambie.
de solucione
ión.
des que se
n.
er igualdade E
Si 3+ 3+ s
d S
enton
s
Si 1+3 e 1
or
Si 3+1 es lo m
3
Si obse valor d la igu cumplir expresi identid
es o raíces
pueden de
es, las cual Ejemplo
+x, entonces: +x = 3+x
Si 2+3=5,
nces 5=2+3
3=4 y 4=2 2 ntonces: +3 = 2 2
1=4, entonces mismo escribir
4+1=5 que 3+1+1=5
ervas, para c dado a las
aldad siem rá, por lo
ión si
dad.
de la
educir
les se ,
s, r
cualquier
literales,
mpre se
tanto, la
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1.3. Propiedades de los números reales
Por último, algunas propiedades de los números reales que necesitas conocer para
hacer más fácil el trabajo de resolver ecuaciones se describen a continuación.
Propiedad conmutativa
La palabra “conmutativa” viene del verbo conmutar que significa cambiar, en este
caso, se refiere a cambiar de lugar.
La propiedad conmutativa dice que puedes cambiar el orden de los números en una
suma o multiplicación y a pesar de esto obtener el mismo resultado. Por ejemplo:
Ambas operaciones dan como resultado 5 o 5x, no importa cuál término escribas
primero o cuál colocas después.
Tú puedes conmutar (cambiar) el orden de cualquier suma o multiplicación sin alterar
el resultado, pero ¡¡¡OJO!!!, jamás uses esta propiedad con restas o divisiones porque
no siempre obtendrás el mismo resultado.
Por ejemplo, 3‐5 no es lo mismo que 5‐3, ni 3x‐5x equivale a 5x‐3x. Por otro lado, 10
entre 5 no es igual a 5 entre 10, o 10x entre 5x no equivale a 5x entre 10x. Para
comprobarlo efectúa las operaciones y verás que el resultado es distinto.
Propiedad asociativa
La palabra “asociativa” viene del verbo asociar que significa juntar o agrupar, por eso
también la llaman la propiedad de agrupamiento.
Propiedad Representación algebraica
Significado en
lenguaje coloquial Ejemplo
Propiedad de la suma
Si a=b, entonces a+c=b+c
Puedes sumar el mismo número a los dos miembros de una igualdad y ésta no se altera.
Si 5+1=4+2, entonces: 5+1+3= 4+2+3
9=9
Propiedad de la resta
Si a=b, entonces a-c=b-c
Puedes restar el mismo número a los dos miembros de una igualdad y ésta no se altera.
Si 5+1=4+2, entonces: 5+1-2= 4+2-2
4=4
Propiedad de la multiplicación
Si a=b, entonces ac=bc
Puedes multiplicar el mismo número a los dos miembros de una igualdad y ésta no se altera.
Si 5+1=4+2, entonces: (5+1)3= (4+2)3
(6)3=(6)3 18=18
Propiedad de la división
Si a=b, entonces Puedes dividir los miembros de
una igualdad entre el mismo número y ésta no se altera.
Si 5+1=4+2, entonces:
5
2
3
5
3
2
+
=
→
+
=
x
x
x
x
x
x
3
5
3
2
5
Esta propiedad dice que si estás sumando tres o más números o multiplicando tres o
más números, puedes agrupar o juntar los números en diferentes formas y a pesar de
ello obtener el mismo resultado. Por ejemplo:
Si te fijas bien verás que no importa de qué manera se asocien los términos, el
resultado siempre será el mismo. Lo mismo pasa con la multiplicación:
Observa que el resultado siempre es el mismo, no importa como agrupes los términos.
Tú puedes asociar (agrupar) en cualquier forma la suma o multiplicación sin alterar el
resultado, pero ¡¡¡OJO!!!, jamás uses esta propiedad con restas o divisiones porque no
siempre obtendrás el mismo resultado.
Observa que (3‐5)‐6 no es lo mismo que 3‐(5‐6); o bien, (3÷5)÷6 no es lo mismo que
3÷(5÷6).
Propiedad distributiva
La palabra “distributiva” viene del verbo distribuir que significa repartir.
Esta propiedad dice que si estás multiplicando un término por la suma de dos o más
términos, puedes multiplicar el primer término por cada uno de los otros y luego
sumar para obtener el resultado; es decir, distribuyes el producto en la suma. Por
ejemplo:
Propiedades de los neutros
Existen dos números especiales entre los números reales: el cero y el uno.
¿Por qué son especiales? Pues porque son completamente neutrales o neutros ante
algunas operaciones; es decir, no pueden hacer nada con ellas, no cambian el
resultado.
El cero es neutral frente a la suma y la resta, y el uno es neutral ante la multiplicación y
la división. Al número 0 se le conoce como neutro aditivo y al número 1 como neutro
multiplicativo. Por ejemplo:
m
m
0
3
3
;
8
0
8
;
6
0
6
+
=
−
=
+
=
m
m
1
3
3
;
8
1
8
;
6
1
6
×
=
×
=
×
=
(
4+5)
+3=12 → 4+(
5+3)
=12(
4m+5m)
+3m=12m → 4m+(
5m+3m)
=12m(
4
×
5
)
×
3
=
60
→
4
×
(
5
×
3
)
=
60
(
4
m
×
5
m
)
×
3
m
=
60
m
3→
4
m
×
(
5
m
×
3
m
)
=
60
m
3(
3
4
)
2
( )
3
2
( )
4
2
+
=
+
(
m
m
)
m
( )
m
m
(
m
)
m
3
4
2
3
2
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Semana 3 y 4
10
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Propiedades de los inversos
Si recuerdas, para todo número real positivo, existe del otro lado de la recta numérica,
a la misma distancia del cero, un número de la misma magnitud pero de signo
contrario. Dicho número es su simétrico.
Dichos números tienen la característica de que si se suman siempre, dan como
resultado CERO. Debido a ello, a estos números se les denomina inversos aditivos. Por
ejemplo:
Se dice que el inverso aditivo de 10 es ‐10 y viceversa.
Otro número importante es aquel que multiplicando por otro nos da como resultado al
número 1. Este número especial se conoce como inverso multiplicativo o recíproco.
Por ejemplo:
Como ves, el inverso multiplicativo (o recíproco) de un número entero se representa
mediante la unidad sobre el número en cuestión, y el inverso multiplicativo de una
fracción, es también una fracción con las partes invertidas; es decir, el numerador de
una, es el denominador de otra y viceversa, sin importar si es negativo o positivo.
Práctica
35
Indica que propiedad de los números reales se está utilizando en cada una de las
siguientes expresiones algebraicas.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
1
6
5
5
6
1
1
3
3
1
1
8
1
8
⎟
=
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−
−
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
0
2
1
2
1
0
4
4
0
10
10
+
=
−
+
=
−
+
=
−
(
m
×
n
)
×
p
=
m
(
n
×
p
)
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
y
−
z
x
y
x
z
x
4
3
2
2
1
2
4
3
2
1
2
( )
3
×
1
+
5
=
8
11
0
8
3
+
+
=
(
−
6
+
5
) (
−
−
6
+
5
)
=
0
( )
2
1
2
1
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
2. Ecuación de primer grado con una incógnita
A partir de ésta sesión, en cada uno de los temas que verás utilizarás los conceptos
aprendidos en las sesiones anteriores. Tanto el lenguaje algebraico, como las
propiedades de la igualdad, las operaciones con números reales, los productos
notables, entre otros, te servirán de base para lograr los próximos aprendizajes.
Ecuaciones Lineales
Las ecuaciones con una variable o una incógnita son aquellas en las que aparece sólo
una literal o letra (normalmente la x); y se dice que son de primer grado cuando dicha
literal está elevada a la potencia 1. Por ello, las ecuaciones se pueden clasificar de
acuerdo a su grado como:
Ecuación lineal o de primer grado. Ejemplo:
Ecuación cuadrática o de segundo grado. Ejemplo:
Ecuación cúbica o de tercer grado. Ejemplo:
y así sucesivamente.
Una ecuación lineal o ecuación de primer grado con una incógnita es una expresión
de la forma
Algunos ejemplos son:
Cualquier otra ecuación en la que se deban realizar operaciones, pero que adopten esa
forma, serán llamadas ecuaciones lineales de primer grado con una incógnita, como
por ejemplo:
Las tres ecuaciones anteriores aunque no tienen la forma ax+b, son ecuaciones de
primer grado con una incógnita, pues sólo tienen una variable y está elevada a la
potencia 1. Sólo se tienen que simplificar para llegar a la forma deseada.
2.1. Solución de una ecuación lineal mediante el método formal
Existen problemas cotidianos que se resuelven por medio de ecuaciones lineales, como
la distancia que recorre un objeto con un movimiento uniforme, los costos de
producción, el interés simple o las mezclas en general. No puedes concebir una
ecuación sin que esté relacionada con la resolución de un problema, ya sea en la
sustitución de datos o en el despeje de alguna incógnita.
Puedes resolver una ecuación de primer grado de tres formas; por el método formal
que ocupa las propiedades de la igualdad, por el método de transposición o de
despejes, y por el método gráfico. En ocasiones te conviene más utilizar una técnica
por las características de la ecuación, el problema que deseas resolver o las
intenciones que buscas.
8
4
3
x
−
=
0 3 5
2x2 − x+ =
0
1
6
2
23
−
x
+
x
+
=
x
0 con
0 ≠
=
+b a
ax
,
50
10
8
x
+
=
x
−
5
=
7
,
−
2
x
+
13
=
5
,
7
2
8
7
x
+
=
x
−
5
+
3
=
−
2
,
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12
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Método formal
Para resolver ecuaciones lineales mediante el método formal deberás indicar las
propiedades de la igualdad y de los números reales que utilices.
Ejemplo: problema de cantidad y valor.
Juan tiene 15 pesos y desea repartirlos entre sus dos sobrinos.
A Pepe le da 3 pesos, ¿cuánto le toca a Javier? Plantea la ecuación y resuélvela
matemáticamente.
Solución
La ecuación de primer grado con una incógnita por resolver es:
Tu trabajo consiste en averiguar cuánto vale x; mentalmente ya lo sabes, pero lo debes
demostrar matemáticamente.
Para aislar o averiguar el valor de x debes quitar el número 3; es decir, debes hacerlo
cero, y eso lo logras sumándolo con su inverso aditivo que es ‐3.
Recuerda que también debes restarlo al 15 para no alterar la igualdad.
Generalmente en este paso, se te decía “el 3 pasa restando del otro lado”, pero ahora
ya sabes por qué. Entonces:
Después de efectuar la operación ‐3+3=0, has obtenido el cero,
entonces te basas en los hechos que viste para el neutro
aditivo, con lo que 0+x=x, y del otro lado 15‐3=12:
Conclusión
A Javier le corresponden 12 pesos.
De ahora en adelante cuando resuelvas cualquier tipo de ecuación, siempre deberá ser
comprobada para verificar que la solución es correcta.
Comprobación
Para comprobar que un valor es solución de una ecuación, lo colocas en el lugar de la
incógnita y realizas las operaciones para verificar que la igualdad se cumple. Para el
ejemplo:
Por lo tanto, la ecuación se resolvió correctamente,
Javier recibirá 12 pesos y Pepe solamente $3.
Práctica
36
En una panadería se hizo un pedido de 20 donas de chocolate. El panadero puso 2
donas en un plato y las restantes las depositó en nueve canastitas adornadas.
¿Cuántas donas hay por canastita, si hay la misma cantidad en todas?
15
3
+
x
=
3
15
3
3
+
+
=
−
−
x
12
0
+
x
=
12
=
x
15
3
+
x
=
15
12
3
+
=
2.2. Solución de una ecuación lineal mediante el método de transposición de
términos
La transposición de términos es un método que te permite resolver ecuaciones de
primer grado de manera sencilla y ahorrar una cantidad significativa de pasos.
También llamado solución por despejes. En esta técnica debes agrupar en un miembro
todos los términos con la incógnita (por ejemplo x), y en otro, los términos
independientes.
El método de transposición o de despejes abrevia el método formal ya que puedes
hacer que un término que aparece en un miembro, aparezca de forma inversa en el
otro, sin necesidad de indicar la o las propiedades utilizadas; es decir, realizar
despejes:
• Si un término está sumando en un miembro, aparece restando en el otro, y si
está restando, aparece sumando.
• Si un término está multiplicando en un miembro, aparece dividiendo en el otro,
y si está dividiendo, aparece multiplicando.
Ejemplo 1. Observa la transposición de la ecuación :
Solución:
Ya no es necesario indicar cada propiedad que
apliques para despejar la incógnita.
Con la ayuda de este método sólo tienes que hacer
los siguientes pasos:
• El número 8 que se estaba restando del lado
izquierdo, pasa al lado derecho sumando.
• El 2x que se estaba sumando del lado
derecho, se pasa del lado izquierdo restando.
• Por último, el 2 que multiplica a la incógnita,
pasa del lado derecho dividiendo al 14, y así,
el valor de x es 7.
Comprobación:
Sustituye el valor de x en la ecuación original:
Práctica
37
En una tienda de ropa para dama, una empleada coloca el precio de $900 a un
conjunto de dos piezas, con la leyenda de que ya tiene incluido un descuento del 25%
sobre el precio de venta. ¿Cuál era el precio del conjunto antes del descuento?
x
x
8
6
2
4
−
=
+
x
x
8
6
2
4
−
=
+
( )
7
8
6
2
( )
7
4
−
=
+
14
6
8
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Semana 3 y 4
14
Universidad CNCI de México
Se mezcla x cantidad de café cuyo precio es de $69.60 por kilogramo, con 80
kilogramos de otro café cuyo precio es de $100.80 el kilogramo, para obtener una
mezcla que puede venderse a $88.80 el kilogramo. ¿Cuántos kilogramos de $69.60
deben emplearse en la mezcla?
2.3. Solución de una ecuación lineal mediante el método gráfico
Si recuerdas, una ecuación lineal o ecuación de primer grado con una incógnita es una
ecuación de la forma:
donde x es la incógnita y el coeficiente a puede ser una cantidad numérica diferente
de cero.
Una ecuación de primer grado o ecuación lineal tiene las mismas características que
cualquier otra ecuación:
a) Toda ecuación tiene dos miembros separados por el signo igual. El de la
izquierda se llama primer miembro y el de la derecha se llama segundo
miembro de la ecuación.
b) Se les llama términos de la ecuación a cada una de las expresiones literales o
numéricas separadas por los signos de suma o resta (+ o ‐), y también puede
haber ecuaciones con un sólo término.
c) Resolver una ecuación es hallar un número que al sustituirlo en la igualdad la
haga verdadera, este número se denomina solución o raíz de la ecuación.
d) El grado de la ecuación está indicado por el mayor exponente de la variable,
que en este caso, siempre será 1.
Para introducirnos de lleno al método gráfico, que es la tercera técnica de solución de
una ecuación lineal, primero necesitas conocer algunos conceptos matemáticos.
2.3.1. Ecuación de primer grado con dos incógnitas
Una ecuación de primer grado o ecuación lineal con dos incógnitas se expresa como:
Si recuerdas, en sesiones anteriores viste que el conjunto de los números reales se
representa por la letra R (Figura 6), y que el símbolo ∈ significa pertenencia. Esto
quiere decir que los coeficientes A, B y C pertenecen al conjunto de los reales, lo cual
indica que pueden tomar cualquier valor: positivo, negativo, fraccionario, entero,
racional o irracional, pero A y B deben ser diferentes de cero.
La ecuación anterior involucra a dos variables o incógnitas, representadas por x y y,
por lo que es evidente que la solución de ésta ecuación es una pareja de valores que
satisfacen la igualdad.
0
con
0
≠
=
+
b
a
ax
0 = +
+By C
Ejemplo: determina los valores de “x” y “y” que satisfacen la siguiente ecuación lineal
con dos incógnitas x + y = 2.
La solución más obvia es: x=1 y y=1, ya que 1 + 1 = 2
Sin embargo, x=1.5 y y=0.5 también es una solución. Pero, también es una solución
x=0.5 y y=1.5. Procediendo de esta manera puedes determinar un número infinito de
soluciones.
El procedimiento para encontrar todas las parejas de valores de “x” y “y” que
constituyen el conjunto solución de una ecuación lineal con dos incógnitas consiste en:
1. Despeja cualquiera de las dos variables (comúnmente, se acostumbra
despejar la incógnita “y” para que quede en función de x).
2. Asígnale valores a la otra variable.
3. Determina el valor que le corresponde a la variable que despejaste.
Práctica
38
a) Dada la ecuación 5x + 2y – 3 = 0, encuentra al menos tres soluciones.
b) En el parque de tu colonia se estableció una cancha de tenis pero sin tomar en
cuenta las medidas reglamentarias. Lo único que sabes es que su perímetro es
de 120 metros. ¿Cómo puedes saber cuánto miden sus lados?
Hasta lo que has visto ahora, ¿ya entendiste la diferencia entre una ecuación de primer grado con una incógnita y otra con dos incógnitas?, ¿no?
Analiza los siguientes ejemplos :
Ecuación con una incógnita Ecuación con dos incógnitas
Si se tiene la ecuación Si se tiene la ecuación
despejando la incógnita se obtiene : Lo primero que debe hacerse es
expresarla como función, despejando y:
Dando diferentes valores a x se obtendrán diferentes valores para y . Algunos de ellos pueden ser:
Si observas, en la ecuación lineal con una incógnita se obtiene un sólo valorque hace válida la igualdad, mientras que en la ecuación lineal con dos incógnitas, una de ellas se convierte en la variable dependiente(y), y toma infinitos valores dependiendo de los valores que se le asignen a la variable independiente (x).
20
2
9x + =
20
2 9x + =
2 20
9 x = −
9
18
=
x
2
=
x
0 7 2
4 x + y − =
0 7 2 4x+ y − =
2 7 2 4 +
− = x y
x -2 -1 0 1 2
Taller de Matemáticas I
Semana 3 y 4
16
Universidad CNCI de México
Práctica
39
Instrucciones: plantea la ecuación lineal del problema y resuélvela mediante el
método de despejes.
Problema de mezclas.
¿Cuántos kilogramos de dulce, cuyo precio es de $1000 cada uno, deben mezclarse
con 6 kilogramos de otro dulce que vale $750 el kilogramo, para vender la mezcla al
precio de $900 por kilogramo?
Problema de mezclas.
Una florista vende un arreglo con dos docenas de flores en $750.
El ramo está formado por rosas cuyo precio es de $500 la docena, y de claveles a $300
la docena. ¿Cuántas flores de cada especie debe poner para formar el ramo?
Sugerencia: llama x al número de rosas, y 24‐x al número de claveles.
Sesión
10
Los temas a revisar el día de hoy son: 2.3.2. Introducción a las funciones 2.3.3. Plano cartesiano
2.3.4. La función lineal y su relación con la ecuación lineal 2.3.5. Graficación mediante tabulación
2.3.6. Graficación a partir de la pendiente y la ordenada al origen 2.3.7. Graficación por medio de las intersecciones con los ejes
2.3.2. Introducción a las funciones
El concepto de función implica la asociación entre los elementos de dos conjuntos, que
por lo general son números, y cuya correspondencia se establece mediante una regla
de asociación.
Algunos sucesos que ocurren en tu entorno son ejemplos sencillos de funciones:
• Cuando viajas en autobús o automóvil, en un tiempo determinado recorres
distancias que dependen de la velocidad con que se desplaza el vehículo. La
distancia recorrida está en función de la velocidad, y como sabes, la regla de
asociación es: distancia=velocidad por tiempo.
• La temperatura o el grado de humedad ambiente a lo largo de un día depende
de la hora; es decir, con cada hora está asociada una determinada temperatura
o cierto grado de humedad, de manera que la temperatura o humedad están
en función de la hora del día.
• Al depositar dinero en un banco a cierta tasa de interés, obtienes una ganancia.
Dicha ganancia está en función de la tasa de interés.
• Una relación establece la correspondencia o asociación entre los elementos de
dos conjuntos de objetos.
Ejemplo
• A cada persona se le asocia: una edad, una estatura, un peso, etc.
• A cada automóvil se le asocia: un modelo,
un número de motor, un número de placas, etc.
• En un almacén a cada artículo se le asocia: un precio,
un número de inventario, un volumen, etc.
• A cada país se le asocia: un régimen socioeconómico,
un nombre,
una superficie,
Este
estud un va espe
Una
un p que
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Una
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En e auto relac elem esta Defin Si ca conju funci
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18
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pectiva
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de uno
• El conjunto de imágenes f(x) constituyen el conjunto “Y”, al que se le conoce como
rango, contradominio o recorrido de la función “f”.
• Cada elemento del dominio se asocia con exactamente un elemento del rango, en
otras palabras, un elemento del dominio se asocia con uno y sólo un elemento del
rango.
• Las imágenes “y” o f(x), que corresponden a los elementos “x” del dominio, se
determinan mediante la regla de asociación o correspondencia.
• En una función, dos o más elementos del dominio pueden asociarse con el mismo
elemento del rango, cumpliéndose lo mencionado en la definición acerca de que a
un elemento del dominio sólo lo corresponde un único elemento del rango. Sin
embargo, el mismo elemento del dominio no puede asociarse con dos elementos
diferentes del rango.
Los siguientes casos ejemplifican funciones:
x
1x
2x
3x
nf(x
1)
f(x
2)
f(x
3)
f(x
n)
f(x)
Conjunto
X Conjunto Y
Dominio Rango
M M
•
1
•
2 •
3
•
4
•
5
9
•
11 •
13
•
20
•
•
1
•
15
•
11
•
8
•
5
•
7
•
9
•
21
4
•
8
•
12
•
20
•
16
•
•
8 • 7
•
9
•
6
•
1
•
2
•
3
•
4
•
5 • 3
CASO 1
Dos elementos del dominio se asocian con el mismo del rango. Observa que al elemento 2 de X le corresponde un único
elemento de Y, el 11 . Aun cuando al elemento 11 de
Y , se cumple con la definición de función .
X Y A B W Z
CASO 2
En tres ocasiones, parejas de elementos del conjunto
Ase asocian con el mismo elemento delconjuntoB. Aun así, se cumple con la definición de función.
CASO 3
Todos los elementos del conjunto Wse asocian con el mismo elemento del rango; aun así, se cumple que cada elemento del dominio se asocia con un sólo elemento del rango, por lo tanto es una función. De la definición anterior conviene
destacar lo siguiente:
• Al conjunto “X” se le conoce como
el dominio de la función “f”.
• Al elemento “y” que corresponde
a determinado elemento “x” del
dominio se le conoce como
imagen de “x” bajo “f” y se denota
Taller de Matemáticas I
Semana 3 y 4
20
Universidad CNCI de México
Notación de funciones
Los símbolos más usados para denotar funciones son:
que se leen:
la función f de X en Y
f aplica x en la obtención de f(x)
f aplica x en la obtención de y (esta notación es la que más usarás en este curso)
Para denotar los elementos del dominio de una función se puede usar cualquier letra
del alfabeto (excepto “y” para evitar confusiones): x, s, t, u, v, w, l, y para denotar el
rango se usan los símbolos:
Ejemplo: Uso de la simbología para identificar el dominio, rango y la expresión de la
función.
2.3.3. Plano cartesiano
La definición de función implica, como ya se explicó, la asociación entre los elementos
de dos conjuntos dados, formándose parejas de elementos que pueden representarse
como pares ordenados de valores, donde el primer elemento del par pertenece al
dominio y el segundo al rango.
Pares ordenados de valores
Al asociar los elementos de los dos conjuntos se determinan pares ordenados de
valores; se dice que son ordenados porque el primer elemento siempre proviene del
primer conjunto y el segundo elemento del segundo conjunto.
Un par ordenado de valores se representa colocando los elementos que lo constituyen
dentro de un paréntesis separando los elementos con una coma. Por lo general, se
identifica al par mediante una letra mayúscula, como se ilustra a continuación.
Práctica
40
Representa en el plano cartesiano los siguientes pares ordenados:
Dominio Rango Expresión
x t u
f(x) f(t) f(u)
) ( : x f x
f →
) ( :t f t
f →
) ( :u f u
f →
Y
X
f
:
→
f
:
x
→
f
(
x
)
f
:
x
→
y
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
x
f
s
f
t
f
u
f
v
f
w
f
l
f
,
,
,
,
,
,
( )
5
,
2
B
( )
3
,
1
C
(
−
3
,
8
)
D
(
0
,
−
6
)
A
(
)
( )
(
)
( )
0
,
0
5
.
3
,
5
.
4
5
,
6
3
,
5
D
C
B
A
De acuerdo a la definición de función puedes identificar cuándo un conjunto de pares
ordenados es una función o no.
Recuerda: Una función f de X en Y, es un conjunto de pares ordenados de valores (x ,
y) tal que para cada x del dominio le corresponde una única “y” del rango.
Si en ninguno de los pares ordenados del conjunto, un mismo elemento del dominio
se encuentra asociado con dos elementos diferentes del rango, este conjunto
representa una función. Si no se da lo anterior, concluimos que no se trata de una
función.
Práctica
41
Verifica si los siguientes pares ordenados representan una función.
(‐3,2) (4,3) (1,0) y (7,2)
(4,‐2) (5,7) (‐8,‐3) (10,3) (‐3,5) (7,4) y (‐3,6)
2.3.4. La función lineal y su relación con la ecuación lineal
Cuando la asociación entre los elementos de dos conjuntos de números reales se
establece mediante una ecuación de primer grado o ecuación lineal con dos
incógnitas, que viene a ser la regla de asociación o correspondencia, se define una
función lineal.
La función f definida por la ecuación de primer grado o lineal con dos incógnitas recibe
el nombre de función lineal, donde m y b son constantes.
La ecuación anterior se interpreta como la asociación entre los elementos de dos
conjuntos de números reales, donde f “aplica” x en la obtención de y.
La manera más usual de expresar la ecuación es:
Anteriormente ya viste que la ecuación de primer grado o ecuación lineal con dos
incógnitas se expresa de la siguiente forma:
la cual puede transformarse en la ecuación y=mx+b, de la siguiente manera:
b
mx
y
=
+
b
mx
y
x
f
(
)
=
=
+
L
L
L
L
(
1
)
0
=
+
+
By
C
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Universidad CNCI de México
2.3.5. Graficación mediante tabulación
Ya que hiciste un repaso de cómo graficar, además de que conociste un poco de
funciones y de ecuaciones lineales, ahora sí, vayámonos de lleno con la tercera y
última técnica de solución de ecuaciones de primer grado: el método gráfico.
Dada una ecuación que define a una función lineal, puedes determinar infinitos pares
ordenados de valores que pertenezcan a ella; graficados estos en un plano cartesiano
y unidos los puntos subsecuentes mediante una línea continua, obtienes la gráfica de
la función.
Ejemplo. Representa la gráfica de la función lineal definida por la ecuación:
Solución
Recuerda que estás determinando la asociación entre los elementos de dos conjuntos
mediante una regla de correspondencia definida por la ecuación dada.
B C Ax
y = − −
B C x B A y = − −
B A m = −
B C
b = −
b mx
y = + LLLL (2)
C Ax
By = − −
mrepresenta la pendiente de la recta, es decir, la inclinación que la recta forma con el eje x. En este caso es el coeficiente de x.
bes la ordenada al origen, es decir, es el valor donde la recta corta, cruza o intersecta a la ordenada o eje y, además es el valor independiente de la ecuación (no se multiplica por alguna incógnita).
Del conjunto X, llamado dominio de la
función, elige arbitrariamente cualquier
elemento, por eso se le conoce como
variable independiente; por ejemplo,
elegido x=‐3, veamos con cuál elemento
Como pudiste ver en la figura, el elemento con el que se asocia del conjunto Y es ‐7,
asegurando que con ningún otro; a estos elementos se les conoce como variable
dependiente porque su valor depende del asignado a “x”.
Para trazar la gráfica de la ecuación lineal necesitas realizar una tabulación; es decir,
debes asignar valores a la incógnita “x” para calcular el valor de “y” correspondiente a
cada uno de ellos y formar los pares ordenados que se localizarán en el plano
cartesiano.
Práctica
42
Está próximo tu cumpleaños y harás una fiesta mexicana con 10 deliciosos platillos
para una taquiza. Si el kilo de tortillas cuesta 15 pesos, completa la siguiente tabla
colocando el precio a pagar por x kilos de tortillas.
Si llenas la tabla y graficas su contenido, ¿qué forma tendrá la gráfica?
Kilos de
tortillas
Precio a
pagar 1 15
2
3
4
5
6
7
8
x f(x) Pares ordenados
-3 -7 A(-3, -7)
0 2 B(0, 2)
3 11 C(3, 11)
5 17 D(5, 17)
La gráfica se obtiene uniendo
los puntos A, B, C, D
mediante una línea continua, como lo puedes observar en la figura 13.
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24
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2.3.6. Graficación a partir de la pendiente y la ordenada al origen
En una función lineal hay dos valores que tienen mucha importancia, el primero es “b”,
la ordenada al origen, que es el número en el que la función intersecta al eje de las
ordenadas o eje “y”.
El otro valor importante en una función lineal es “m”, la pendiente, la cual se define
como el incremento en “y”, que se representa por Δy (se lee: delta y), entre el
incremento en “x”, representado por Δx (delta x). Esta relación determina el número
de unidades que cambia “y” por cada unidad de cambio en “x”:
El signo de la pendiente influye directamente en la inclinación de la recta:
Práctica
43
Ejemplo 1. Traza la gráfica de una función lineal que pasa por el par ordenado (‐1,1) y
que tiene pendiente .
2.3.7. Gráfica por medio de las intersecciones con los ejes
Existen ciertos pares ordenados característicos que facilitan la construcción de la
gráfica de una función lineal.
La función lineal representada gráficamente es una línea recta, y por lo mismo, es
posible trazarla conociendo sólo dos puntos de la misma, lo que significa que para
construir esa gráfica debes conocer dos pares ordenados de valores únicamente. Los
pares ordenados más sencillos de determinar son aquéllos donde la gráfica de la
función intersecta o cruza a los ejes coordenados.
Práctica
44
Construye la gráfica de la función lineal definida por la ecuación
determinando únicamente sus intersecciones con los ejes coordenados.
Si m > 0, es decir, si es positiva:
La recta está inclinada hacia la derecha La recta está inclinada hacia la izquierdaSi m < 0, es decir, si es negativa:
Gráfica de la función g(x)= -x-5
Pendiente positiva
1 = m
Gráfica de la función h(x)=x+2
Pendiente negativa
1 − = m
En la Figura 24 se representan las gráficas de dos funciones lineales identificadas por (1) y (2).
La intersección de (1) con el ejexse identifica con A, la característica de este punto es que su ordenada y o f(x)es igual a cero.
La intersección de (1) con el ejeyse identifica con B, la característica de este punto es que la abscisa x es igual a cero.
Gráfica de dos funciones lineales intersectando los ejes 2
3 −
6
3
+
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Sesión
11
Los temas a revisar el día de hoy son:
3. Sistema de ecuaciones lineales con dos incógnitas 3.1. Clasificación de los sistemas de ecuaciones 3.2. Métodos de solución de sistemas 2×2 3.2.1. Método de suma y resta
3.2.2. Método de sustitución 3.2.3. Método de igualación 3.2.4. Método gráfico
3. Sistemas de ecuaciones lineales con dos incógnitas
Un sistema de ecuaciones es un conjunto de ecuaciones para las cuales se busca una
solución común.
Una solución común de un sistema de dos ecuaciones con dos variables es un par
ordenado de valores que hace que ambas ecuaciones sean verdaderas.
A un sistema de ecuaciones también se le conoce con el nombre de ecuaciones
simultáneas debido a que la solución de un sistema satisface todas las ecuaciones al
mismo tiempo, es decir, simultáneamente.
Definición
Un sistema de ecuaciones lineales con dos incógnitas o sistema de ecuaciones 2×2 o
sistema de ecuaciones simultáneas, suele representarse empleando la letra “a” con
los correspondientes subíndices para los coeficientes; la “x”, con sus subíndices para
las incógnitas y la “b” para los términos independientes, por lo que su representación
es:
donde
a1,1= Coeficiente de la ecuación 1 y de la variable x1.
a1,2= Coeficiente de la ecuación 1 y de la variable x2.
a2,1= Coeficiente de la ecuación 2 y de la variable x1.
a2,2= Coeficiente de la ecuación 2 y de la variable x2.
x1= Incógnita 1 o literal 1.
x2= Incógnita 2.
b1= Término independiente 1.
b2= Término independiente 2.
⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧
= +
= +
2 2 2 , 2 1 1 , 2
1 2 2 , 1 1 1 , 1
b x a x a
b x a x a
Intersección de dos planos
⎩ ⎨ ⎧
= +
= +
f ey dx
c by ax
Pero siste
3.1. C Al m casos • • Este gráfi Por de e se c es ecu Obs Si incó que una en del esta •
, ¿cómo se ma de ecua Clasificació
omento de s:
Sistema co
Sistema
tipo de si ca son dos
ejemplo, las ecuaciones lin
cortan ointer
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serva la soluc ⎩ ⎨ ⎧ − recuerdas, u ógnitas repre e un sistema a representac
el plano car sistema el as dos rectas
Sistema co una solució
La represent cortan en un punto son la
Por ejemplo ecuaciones:
se muestra e
e obtuvo la aciones 2×2
n de los sis e resolver u
ompatible.
compatible stema adm rectas coin rectas que g neales 2 2:
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solución de es x=2 y y
ción en la Figu = + − = + 4 2 5 y x y x una ecuación esenta una
de dos ecu ción gráfica c rtesiano, sien punto de i s.
ompatible de ón.
tación gráfica n punto; los v solución al s
o, la única so
en la Figura 2 ⎩ ⎨ ⎧ + − 4 2 4 3 y x y x
a solución? , pero prim temas de e n sistema d
Este tipo d
e indetermi mite un núm
ncidentes. L genera el siste
punto:
el sistema y=3.
ura 1. n lineal con
recta, de m uaciones perm
como dos rec ndo la soluc intersección
eterminado.
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? Más adel ero conoce ecuaciones
de ecuacion
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F S ema de dos modo mite ctas ción n de Tiene solo
ctas que se y yde ese
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Figur cione
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