el blog de mate de aida: Matemáticas I. Ecuaciones. pág. 1

Transcripción

1 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones. pág. ECUACIONES Un ecución es un propuest de iguldd en l que interviene un letr llmd incógnit. L solución de l ecución es el vlor o vlores de l incógnit (o de ls incógnits) que hcen que l iguldd se ciert. Resolver un ecución es hllr su solución, o soluciones, o llegr l conclusión de que no tiene. Ls ecuciones que tienen solución son comptiles. Ls ecuciones que no tienen solución son incomptiles. Dos ecuciones son equivlentes si tienen ls misms soluciones. ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO Un ecución de segundo grdo tiene l form generl: + +c=0. (El primer sumndo del primer miemro no puede ser nunc nulo, pues entonces no se trtrí de un ecución de segundo grdo). Pr resolver un ecución de segundo grdo, cuy epresión generl es, como y hemos visto: + +c=0, hy que despejr l. Esto se consigue medinte un lrgo proceso cuy epresión finl es l siguiente: c Posiles forms de l ecución de segundo grdo. Tods ls ecuciones de segundo grdo se pueden resolver con l ecución generl de l solución que hemos visto. Pero hy lguns ecuciones de segundo grdo que, por su form, se pueden resolver ms fácilmente por otros métodos. Veremos lgunos csos continución. Ecuciones sin término en : son de l form +c=0. En ests ecuciones se despej, y se otienen los vlores de, si los hy. Ejemplos: ) -7=0 ) 7-0=0 c) +0=0 Ecuciones que son producto de vrios fctores: son de l form: k (-p) (-q)=0. Teniendo en cuent que pr que el producto de vrios fctores se cero es necesrio que lguno de los fctores vlg cero, en ests ecuciones hy que igulr todos los fctores cero pr encontrr ls soluciones. Ejemplos: ) (-)(+)=0 ) 7(+)(-)=0 Ecuciones sin término independiente: son de l form: +=0. Ests ecuciones se pueden fctorizr scndo fctor común. Un solución es =0 y l otr solución se otiene resolviendo l ecución +=0. Ejemplos: ) 7 -=0 ) +0=0 Número de soluciones. El rdicndo, es decir, l epresión que prece dentro de l ríz, -c, se llm discriminnte de l ecución. El número de soluciones depende del signo de ést epresión:

2 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones. pág. - Si el discriminnte es positivo, entonces l ecución tiene dos soluciones reles y distints. - Si el discriminnte es cero, entonces l ecución tiene un solución únic, que se llm solución rel dole. - Si el discriminnte es negtivo, entonces l ecución no tiene solución rel. Interpretción gráfic de ls soluciones de l ecución de segundo grdo. L interpretción gráfic de ls ecuciones de segundo grdo y de ls soluciones de l ecución de segundo grdo se reliz prtir de l función cudrátic, y c, que se represent medinte un práol cuyo eje es prlelo l eje Y. El vértice de un práol se clcul encontrndo su coordend medinte l epresión: y su coordend y sustituyendo el vlor otenido en l ecución de l práol, es decir: V, f v, Orientción de l práol: Si > 0, l práol present un mínimo en su vértice y ls rms de l práol vn hci rri, y, si < 0, l práol present un máimo en su vértice y ls rms de l práol vn hci jo. Los puntos de corte de l práol con los ejes de coordends se clculn de l siguiente form: Con el eje X: se hce y=0 y se despej l, pudiendo her cero, uno o dos puntos de corte. Con el eje Y: l hcer =0 se otiene y=c el punto es (0,c). Pr clculr los puntos de corte con el eje X resolvemos l ecución c 0, que tendrá dos, c un o ningun solución, dependiendo del vlor de discriminnte (rdicndo). Dos soluciones implic dos puntos de corte, un solución quiere decir que l práol es tngente l eje OX y ningun solución implic que l práol no toc l eje: está enter por encim o por dejo del eje OX. RELACIONES DE CARDANO Ls soluciones y - Sum: - Producto: de l ecución de segundo grdo: c 0 S c P verificn ls relciones:

3 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. Ejemplo: L ecución de º grdo cuys soluciones son: Sz P 0 y es: ECUACIONES BICUADRADAS Ls ecuciones icudrds son ecuciones polinómics de curto grdo que crecen de términos de grdo impr, es decir, de l form: + +c=0 con > 0 Ests ecuciones se resuelven hciendo el cmio: = z, oteniéndose l ecución de º grdo: z + z+c=0 Un vez clculdos los vlores de z, se clculn los vlores de etryendo l ríz cudrd. Según el signo de ls soluciones de z, se pueden otener hst cutro soluciones. Ejemplo: Clcul ls soluciones de l ecución: - +6=0 z z 6 0 z 9, z 9 EJERCICIOS º.- Resuelve ls siguientes ecuciones: ) ) ) 0 6) 0 7) ) 00 0 ) ) 6 0 Soluciones: ) =, ) =, ) =, / ) = ) =, 6) =, / 7) =, 9 8) = /, / REPASO DE POLINOMIOS El vlor numérico de un polinomio es el resultdo que se otiene l sustituir ls vriles por números determindos y operr: P ( ) P( ) Al dividir dos polinomios P():Q(), otenemos otros dos polinomios C(), polinomio cociente, y Q(), polinomio resto, que verificn: P() = Q() : C() + R() L regl de Ruffini es un procedimiento pr dividir polinomios cundo el divisor es de l form (-), siendo un número entero. Es muy frecuente tener que dividir un polinomio por epresiones del tipo -. Hy un procedimiento por el cul ests divisiones se relizn de form rápid y cómod. Lo veremos con el siguiente ejemplo:

4 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág ! ! Est división se puede relizr de l siguiente form: =resto Teorem del resto. El resto de dividir un polinomio P() entre (-) es igul l vlor numérico del polinomio P() pr =; es decir, R=P(). Teorem del fctor. Un polinomio P() tiene como fctor (-) si el vlor numérico del polinomio pr = es cero. Ríces de un polinomio. Ls ríces de un polinomio P() son ls soluciones de l ecución P()=0. Teorem fundmentl del álger. Un polinomio de grdo n tiene como máimo n ríces reles. Criterio de divisiilidd por - (pr vlores enteros de ) Si un polinomio tiene coeficientes enteros, pr que se divisile por - es necesrio que su término independiente se múltiplo de. Dicho de otr form: pr uscr epresiones - que sen divisores del polinomio, proremos con los vlores de que sen divisores del término independiente. Fctorizción. Fctorizr un polinomio es descomponerlo en ó más polinomios de form que su producto se igul l polinomio ddo. ECUACIONES POLINÓMICAS DE GRADO SUPERIOR A DOS Ls ecuciones de tercer grdo en ls que flt el término independiente, c 0, y ls de curto grdo en ls que fltn los dos últimos términos, c 0, se pueden resolver tmién reduciéndols ecuciones de segundo grdo.

5 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. Pr ello se oper del siguiente modo: 0 c 0 c 0 c 0 L ecución tiene como soluciones =0 y ls que se otengn l resolver l ecución de segundo grdo resultnte. Ejemplo: Resuelve l ecución: + 6 = Resolución de ecuciones por fctorizción L epresión (-)(+)(-)=0 es un ecución de tercer grdo que podemos resolver plicndo un técnic que y conocemos: igulndo cd fctor cero: En generl, si en un ecución de culquier grdo, escrit en l form P()=0, el polinomio P() se puede descomponer en fctores de primer y segundo grdo, entonces st con igulr cero cd uno de los fctores y resolver ls ecuciones resultntes. Pr ello, ls ecuciones de tercer grdo o grdo superior deen tener ríces enters, que siempre se encuentrn entre los divisores del término independiente. (Ls podemos encontrr plicndo el teorem del resto o el teorem del fctor). Si se conoce un solución r de l ecución polinómic P()=0, entonces se puede fctorizr sí: P()=(-r) q()=0 Ls posiles soluciones enters de un ecución polinómic son divisores del término independiente, si es que lo tiene. Ejemplo: Resuelve ls ecuciones: ) + --=0 ) + --=0 Soluciones: ) =,-,- ) =, 7, 7 EJERCICIOS º.- Resuelve ls siguientes ecuciones: ) 6 0 ) ) 0 9) 0 ) ) 0 ) ) 0 8) 0 0) Soluciones: ) =, -, /, -/ ) =,, - ) =, - ) = -,, -, ) =,, - 6) =, - 7) =, -/, - 8) = -,,, ½ 9) = -/, -/, - 0) = -,,

6 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. 6 ECUACIONES RACIONALES Un ecución con denomindores lgericos se llm ecución rcionl. Pr resolverl hy que trnsformrl en un ecución enter (sin denomindores), multiplicndo los dos miemros de l ecución por el m.c.m. de los denomindores. Como est operción no conduce un ecución equivlente, tenemos que compror si se hn producido soluciones etrñs, es decir, que ls soluciones que otenemos no sen ríz de ningún denomindor. Ejemplo: Resuelve l ecución:. El m.c.m. de los denomindores es. Entonces: 0 6 Ams soluciones son válids. EJERCICIOS º.- Resuelve ls siguientes ecuciones rcionles: ) ) ) ) ) 8 0 6) 7) 0 8) 8 9) 7 0) ) ) Soluciones: ) =/ ) = ) = 7 ) = ) = -/, 6) = 7) =, =0 no 8) =½ 9) = 0) sin solución ) =, -/ ) = 0, - ECUACIONES IRRACIONALES Ls ecuciones rdicles son quells en ls que l incógnit prece en lguno de sus términos, jo el signo rdicl. Resolveremos ecuciones con rdicles cudráticos. Pr resolverls, st seguir los siguientes psos: º. Se ísl un rdicl en uno de los miemros, psndo los restntes términos, rdicles y no rdicles, l otro miemro. º. Se elevn l cudrdo los dos términos. (Si qued todví lgún rdicl, se repiten los dos psos nteriores). º. Se resuelve l ecución otenid.

7 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. 7 º. Se comprue cuáles de ls soluciones otenids son válids, sustituyéndols en l ecución dd. Al elevr l cudrdo los dos miemros de l ecución precen ls soluciones de l ecución dd más ls de otr ecución; por eso es fundmentl compror ls soluciones, descrtndo ls que no sen válids. Ejemplos: Resuelve ls ecuciones: ) ( no 0 ( si vle) vle) ) 0 ( si vle) EJERCICIOS Y PROBLEMAS º.- Resuelve ls siguientes ecuciones irrcionles: ) ) 6 7 ) 7 ) ) 6) 7 6 7) 8 8) 6 9) 7 0 0) ) ) ) ) ) 6) 7) 8) 9) 0) ) Soluciones: ) =67 si vle ) =8 si ) = si; -/ no ) = no; si ) = si; - si 6) = si 7) = si; 6 si 8) = si; no 9) =6 si; 76 no; 0) = si; 7/9 no ) =8 si ) = no; 9 si ) = si; 0 no ) =0 no; si ) =0 no; si 6) = si 7) =0 no; = si 8) =/9 si 9) = si 0) = si ) no tiene solución enter. º.- Descompón el número en dos prtes tles que l dividir l prte myor entre l menor resulte como cociente y 8 como resto. Solución: y 08 6º.- Clcul un número que sumdo con el dole de su ríz cudrd resulte. Solución: = 6 no vle y = 6 si vle 7º.- Clcul dos números enteros consecutivos siendo que l diferenci de sus cuos es 97. Solución: y ó - y -.

8 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. 8 8º.- Se tienen tres segmentos de longitudes 8, y cm respectivmente, con los cuáles es clro que no se puede formr un triángulo rectángulo. ) Qué mism longitud hy que ñdir los tres pr que sí se pued construir? ) Cuánto medirán entonces los ctetos y l hipotenus? Solución: ) = cm ) 0, y 6 cm. 9º.- Encuentr tres números impres consecutivos cuyos cudrdos sumen 0. Solución: 9, y ó -, - y -9. 0º.- El illete de un museo cuest euros pr niños y euros pr dultos. Cierto dí, 0 persons, entre niños y dultos, pgron 60 euros. Cuántos dultos visitron el museo ese dí? Solución: 0 dultos y 0 niños. LOGARITMOS Un ecución logrítmic es quell en l que prece el logritmo de l incógnit, o de un epresión que l conteng. Recordmos l definición de logritmo. El logritmo en se ( > 0 y ) de un número N (positivo) es el eponente que hy que elevr l se pr otener dicho número. Log N = = N En culquier se se tiene: Log = 0 0 = Log = = Propieddes de los logritmos: I. log M N log M log N II. M log log M log N N n log M n log III. M IV. M log M log log Demostrción: log M N y y y I. M N y log M N log II. Se demuestr igul que I. log n n n III. IV. log M M M M M log n log n log M log M log M log M log

9 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. 9 ECUACIONES LOGARÍTMICAS Pr resolver un ecución logrítmic se deen plicr ls propieddes de los logritmos hst conseguir epresrl en l form: log A log B, siendo A y B epresiones lgerics. Por trtrse de logritmos igules con igul se se deduce que: A = B. log no se puede clculr, sólo es válid l solución Ejemplo: log- log= log log log log log log Como. Así que es imprescindile compror ls soluciones, porque unque stisfgn l ecución A = B, pueden no stisfcer l ecución inicil, deido que lgún logritmo crezc de sentido. Alguns ecuciones eponenciles sólo se pueden resolver tomndo logritmos, puesto que no se reducen potencis de igul se. Ejemplo:. Aplicndo logritmos: log log log log log log otenemos '. y despejndo, EJERCICIOS º.- Resuelve ls siguientes ecuciones: ) log 7=- ) log = ) log =- ) log /8 =/ ) - = 6) =7 7) log 9 8) log =/ 9) Lg (/)= 0) = ) Lg =/ ) lg =- ) lg 8 = ) 0 ) log(-)+log(-)=+log(-) Soluciones: ) / 7 ) = 8 ) = /9 ) = ½ ) = 6) = ¾ 9 7) 8) = 9) = -/ 0) = /8 ) = ) / ) =/ ) = y = 0 ) = y - no vlen º.- Resuelve ls siguientes ecuciones eponenciles y logrítmics: ) =8 ) log(/)+log(8/)=log ) (/) - = ) lg + lg (9) - = lg (/) ) lg - lg = 9 6) - 6 7) 0 + = ) 8 9) + - =0 log(- ) 0) log(- ) ) =9 ) =8 + ) =0 ) =96 ) log -9log+0=0 6) log(-)+log(-)=+log(-) 7) =0 8) log-log(-6)-=0

10 el log de mte de id: Mtemátics I. Ecuciones, inecuciones y sistems de ecuciones. pág. 0 log log (- ) 9) log (- ) 0) log-log(-6)-=0 Soluciones: ) = si vle; = - no vle ) = ) = - ) = 8 ) = 0 6) = si vle 7) = lg 0,9 8) = -7 9) = ; = 0 0) sin sol. ) = ; = lg ) = 7 lg ) =; = ) = ) = 00 6) = y - no vlen 7) = - y - 8) = 600/99 9) = y / 0) = 0 y 80 ECUACIONES EXPONENCIALES Un ecución eponencil es quell en l que l incógnit está en el eponente. Pr resolver ecuciones eponenciles, demás del cálculo mentl, se utilizn distintos métodos según el tipo de ecución. Cundo los dos miemros de l ecución se pueden epresr como potencis de l mism se, hy que tener en cuent ls propieddes de ls potencis: 0 =, -m = m (m > 0) º. El producto de dos potencis de l mism se es otr potenci con l mism se y que tiene como eponente l sum de los eponentes: m n = m+n. º. El cociente de dos potencis de l mism se es otr potenci con l mism se y que tiene como eponente l rest de los eponentes: m : n = m-n. º. L potenci de un potenci es otr potenci con l mism se y que tiene como eponente el producto de los eponentes: ( m ) n = m n. º. El producto de dos potencis con el mismo eponente es otr potenci que tiene por se el producto de ls ses y por eponente el mismo: m m =( ) m. º. El cociente de dos potencis con el mismo eponente es otr potenci que tiene por se el cociente de ls ses y por eponente el mismo: m : m =(:) m. 6º. L potenci de eponente negtivo de un cociente es igul l mism potenci con eponente positivo de l invers del cociente: (/) -n =(/) n. Ejemplo: 8. 7 Descomponiendo 8 en fctores primos, qued:. Como son dos potencis de igul se, hn de ser igules los eponentes, por tnto: = 7, que tiene por solución =. - Todos los términos con incógnit se pueden epresr en función de lgún número elevdo dich incógnit. Ejemplo: 0 Como., qued 0 denomindores, se tiene: 0 0. Llmndo ; usndo ls propieddes de ls potencis y quitndo y, será ecución qued: y y 0 0, que tiene por soluciones 8 y 0. Como 0 ien. De puede ser negtiv. 8 result =. De y. Sustituyendo en l y, qued 8 o 0 no se otiene solución, y que un potenci no