Sistemas de ecuaciones lineales

Nivel 1: Método de sustitución

Introducción


En este nivel vamos a explicar el método de sustitución para resolver un sistema de ecuaciones lieanes. Resolveremos sistemas de dos ecuaciones con dos incógnitas (\(x\) y \(y\)) como, por ejemplo,

$$\begin{cases} x+y & =& 2 \\ x+2y & =& 0 \end{cases}$$

Para terminar, resolveremos 3 problemas de aplicación.


A. Recordatorio


Sobre las soluciones de un sistema de ecuaciones lineales.

La solución del sistema son los valores que deben tomar las incógnitas \(x\) e \(y\) para que se cumplan las dos ecuaciones simultáneamente.

La solución del sistema del ejemplo anterior es

$$\begin{cases} x & =& 4 \\ y & =& -2 \end{cases}$$

Para comprobar que es así, debemos sustituir estos valores en el sistema (\(4\) en lugar de \(x\) y \(-2\) en lugar de \(y\)):

$$\begin{cases} 4+(-2) & =& 2 \\ 4+2\cdot(-2) & =& 0 \end{cases}$$

Observad, por ejemplo, que si \(x = y = 1\), se cumple la primera ecuación pero no se cumple la segunda:

$$\begin{cases} 1+1 & =& 2 \\ 1+2\cdot(1) & \neq & 0 \end{cases}$$

B. Método de sustitución



Normalmente, elegimos este método cuando es fácil despejar alguna de las incógnitas en alguna de las ecuaciones.

Explicaremos los pasos mientras resolvemos el sistema

$$\begin{cases} 3x-y & =& 0 \\ 5x-2y & =& -1 \end{cases}$$

Primer paso:

Elegimos una de las incógnitas.

Nosotros elegimos la \(y\).

Segundo paso:

Despejamos dicha incógnita en una de las ecuaciones.

Nosotros despejamos la \(y\) en la primera ecuación:

$$ 3x -y = 0 $$

$$ 3x = y $$

Tercer paso:

Sustituimos la incógnita despejada en la otra ecuación.

En lugar de \(y\), escribimos \(3x\) en la segunda ecuación:

$$ 5x -2y = -1$$

$$ 5x -2\cdot (3x) = -1 $$

Cuarto paso:

Resolvemos la ecuación de primer grado.

$$ 5x -2\cdot (3x) = -1 $$

$$ 5x -6x = -1 $$

$$ -x = -1 $$

$$ x = 1 $$

Quinto paso:

Calculamos la otra incógnita sustituyendo la incógnita obtenida.

Sustituimos \(x = 1\) en la ecuación \(y = 3x\):

$$ y = 3x $$

$$ y = 3\cdot 1 $$

$$ y = 3 $$

Por tanto, la solución del sistema es

$$\begin{cases} x & =& 1 \\ y & =& 3 \end{cases}$$

C. Sistema 1




$$\begin{cases} x-y & =& 0 \\ x+5y & =& 30 \end{cases}$$

Solución

D. Sistema 2


$$\begin{cases} 2x+5y & =& 3 \\ 8x-10y & =& 0 \end{cases}$$

Solución

Problemas de aplicación


Para resolver los problemas, tenemos que seguir los siguientes pasos:

  1. Identificar las incógnitas (serán \(x\) e \(y\))

  2. Obtener las dos ecuaciones

  3. Resolver el sistema (por sustitución)

E. Problema 1


Hallar dos números cuya suma sea \(21\) y su resta sea \(9\).

Solución

F. Problema 2


El perímetro de un rectángulo es \(18cm\) y su altura mide el doble que su base. ¿Cuánto mide su altura?

Solución

G. Problema 3


La edad de Laura es el triple que la de su hija y sus edades suman \(68\). ¿Qué edad tiene Laura?

Solución



Ecuaciones Resueltas ©

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