Resolución de sistemas de ecuaciones lineales 2x2 por reducción y verificación
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Resumen
El documento explica cómo resolver un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas mediante el método de reducción o eliminación. Muestra el proceso paso a paso para hallar x e y, la solución del sistema y su comprobación sustituyendo en ambas ecuaciones. Incluye además una aplicación práctica a un problema de precios.
Puntos clave
- El método de reducción consiste en eliminar una incógnita multiplicando las ecuaciones por constantes adecuadas y sumándolas.
- Para eliminar una variable, los coeficientes deben quedar opuestos para que se cancelen al sumar.
- Para sistemas de la forma 2x + 3y = 2300 y 3x + 2y = 2450, la solución es x = 550 e y = 400.
- La verificación consiste en sustituir los valores obtenidos en ambas ecuaciones originales y comprobar la igualdad.
- Despejar una incógnita de una ecuación de una sola variable se hace multiplicando por el inverso de su coeficiente.
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Este documento detalla el proceso para resolver un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas, utilizando el método de reducción (también conocido como eliminación). Además, se incluye la verificación de la solución y su aplicación a un problema práctico.
Sistema de Ecuaciones Propuesto
Consideremos el siguiente sistema de ecuaciones lineales:
Ecuación 1: 2x + 3y = 2,300
Ecuación 2: 3x + 2y = 2,450
Paso 1: Búsqueda del Valor de las Incógnitas (Método de Reducción)
Ahora se busca el valor de las incógnitas que satisfacen el sistema anterior. Para ello, aplicaremos el método de reducción (también conocido como método de eliminación).
Nota: Si se sumaran directamente las dos ecuaciones originales, se obtendría: (2x + 3y) + (3x + 2y) = 2,300 + 2,450, lo que simplifica a 5x + 5y = 4,750. Sin embargo, para el método de reducción, el objetivo es eliminar una de las variables.
1.1. Eliminación de la Incógnita x para hallar y
Para eliminar la incógnita x, multiplicamos la Ecuación 1 por el coeficiente de x de la Ecuación 2 (que es 3) y la Ecuación 2 por el coeficiente de x de la Ecuación 1 (que es 2). Es crucial ajustar los signos para que los términos de x se cancelen al sumar.
Inicialmente, si multiplicamos sin ajustar signos:
- Multiplicamos la Ecuación 1 por (3):
(3) * (2x + 3y) = (3) * 2,300
6x + 9y = 6,900 - Multiplicamos la Ecuación 2 por (2):
(2) * (3x + 2y) = (2) * 2,450
6x + 4y = 4,900
En este caso, la incógnita x no se cancela al sumar, ya que ambos términos con x son positivos. Para lograr la cancelación, basta con cambiar el signo del coeficiente por el que se multiplica una de las ecuaciones. Multiplicaremos la Ecuación 1 por -3.
Procedemos con el ajuste de signos:
- (c) Multiplicamos la Ecuación 1 por (-3):
(-3) * (2x + 3y) = (-3) * 2,300
-6x - 9y = -6,900 - (d) Multiplicamos la Ecuación 2 por (2):
(2) * (3x + 2y) = (2) * 2,450
6x + 4y = 4,900
Al sumar las ecuaciones resultantes de (c) y (d), la incógnita x se eliminó, y se obtiene una ecuación lineal con una sola incógnita:
(-6x - 9y) + (6x + 4y) = -6,900 + 4,900
-5y = -2,000
Ahora, resolvemos esta ecuación lineal para y. El coeficiente de la incógnita es -5. Se usa la propiedad del inverso multiplicativo para obtener un coeficiente de 1. Para ello, la ecuación se multiplica por (-1/5).
- (e) Multiplicamos ambos lados por (-1/5):
(-1/5) * (-5y) = (-1/5) * (-2,000)
-5y / -5 = -2,000 / -5
y = 400
De acuerdo con el paso (e), el valor de y es 400.
1.2. Eliminación de la Incógnita y para hallar x
Ahora se busca que el coeficiente de la incógnita y sea cero para obtener el valor de la incógnita x. Para ello, multiplicamos la Ecuación 1 por el coeficiente de y de la Ecuación 2 (que es 2) y la Ecuación 2 por el coeficiente de y de la Ecuación 1 (que es 3). Ajustamos los signos para la cancelación.
- (f) Multiplicamos la Ecuación 1 por (-2):
(-2) * (2x + 3y) = (-2) * 2,300
-4x - 6y = -4,600 - (g) Multiplicamos la Ecuación 2 por (3):
(3) * (3x + 2y) = (3) * 2,450
9x + 6y = 7,350
Al sumar las ecuaciones resultantes de (f) y (g), la incógnita y se eliminó, y se obtiene una ecuación con una sola incógnita:
(-4x - 6y) + (9x + 6y) = -4,600 + 7,350
5x = 2,750
Resolvemos esta ecuación para x. El coeficiente de la incógnita x es 5. Usando la propiedad del inverso multiplicativo, se multiplica por (1/5) para obtener un coeficiente de 1.
- (h) Multiplicamos ambos lados por (1/5):
(1/5) * (5x) = (1/5) * (2,750)
5x / 5 = 2,750 / 5
x = 550
Por el paso (h), se concluye que el valor de x es 550.
Paso 2: Solución del Sistema de Ecuaciones
La solución del sistema de ecuaciones es x = 550 e y = 400.
Paso 3: Verificación de la Solución
Para verificar el resultado obtenido, es necesario sustituir los valores de x e y en el sistema de ecuaciones original y comprobar que se cumple la igualdad en ambas ecuaciones.
- (i) Sustitución en la Ecuación 1:
2(550) + 3(400) = 2,300
1,100 + 1,200 = 2,300
2,300 = 2,300(La igualdad se cumple) - (j) Sustitución en la Ecuación 2:
3(550) + 2(400) = 2,450
1,650 + 800 = 2,450
2,450 = 2,450(La igualdad se cumple)
Con base en los pasos (i) y (j), se comprueba que los valores obtenidos son correctos.
Paso 4: Aplicación a un Problema Práctico
Por lo tanto, para responder al problema planteado (implícito en los valores), se establece que el costo de cada pantalón de mezclilla es de $550 y el de cada camisa es de $400.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se resuelve un sistema de ecuaciones por el método de reducción?
Se multiplican las ecuaciones por números adecuados para que una de las incógnitas tenga coeficientes opuestos. Al sumar las ecuaciones, esa incógnita se elimina y se obtiene una ecuación con una sola variable.
¿Cómo se comprueba la solución de un sistema de ecuaciones?
Se sustituyen los valores de x e y en ambas ecuaciones originales. Si en las dos se cumple la igualdad, la solución es correcta.
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