Número de soluciones de un sistema de ecuaciones NO lineales

Recordad que el Teorema de Rouché-Frobenius establece que un sistema de ecuaciones lineales puede:

  • No tener solución (sistema incompatible).
  • Tener una única solución (sistema compatible determinado).
  • Tener infinitas soluciones (sistema compatible indeterminado).

No ocurre lo mismo con los sistemas de ecuaciones NO lineales,  puesto que también puede darse el caso de que tengan un número finito de soluciones distintas, como mostramos en los dos siguientes ejemplos.

Ejemplo 1: sistema de 2 ecuaciones (una no lineal y otra lineal) con dos incógnitas:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

Este sistema tiene dos soluciones distintas:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

 

Ejemplo 2: sistema de 2 ecuaciones no lineales con dos incógnitas:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

Este sistema tiene 3 soluciones distintas:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

 

Lógicamente, el número de soluciones está relacionado con el tipo de ecuaciones implicadas en el sistema, pero sería difícil establecer una regla genérica. Cada sistema de ecuaciones no lineales es un caso especial.

La resolución de los sistemas anteriores podéis encontrarla en: sistemas de ecuaciones no lineales.

Temas relacionados:

Sistema de ecuaciones NO lineales

Las ecuaciones de un sistema de ecuaciones lineales tienen las incógnitas separadas en monomios distintos y sin exponentes.

Ejemplo 1: sistema de 2 ecuaciones lineales con 2 incógnitas (x e y):

Resolución de 6 sistemas de ecuaciones utilizando los métodos básicos: sustitución, igualación y reducción. Sistemas de ecuaciones para secundaria. ESO. Álgebra básica.

Ejemplo 2: sistema de 3 ecuaciones lineales con 3 incógnitas (x, y y z):

Explicamos el método de eliminación de Gauss y de Gauss-Jordan y los aplicamos para resolver 10 sistemas de ecuaciones. También, aplicamos el teorema de Rouché-Frobenius para determinar el tipo de sistema (compatible determinado, compatible indeterminado e incompatible). Álgebra matricial, matrices. Bachillerato, Universidad. Matemáticas.

 

Existen métodos básicos para resolver los sistemas de ecuaciones lineales:

Y algunos métodos más avanzados del álgebra matricial:

 

Sistema de ecuaciones NO lineales

Cuando las ecuaciones no son lineales, la resolución del sistema es más compleja. Generalmente, no existe un método concreto para resolverlo, debido a la diversidad de las ecuaciones implicadas.

Ejemplo 3: sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

La primera ecuación no es lineal porque las incógnitas aparecen multiplicadas entre sí. La segunda ecuación sí es lineal.

En este caso en concreto, podemos resolver el sistema por sustitución.

Despejamos la x en la segunda ecuación:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

Sustituimos en la primera ecuación:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

Tenemos una ecuación de segundo grado cuyas soluciones son y  = 0 e y = 3. Sustituimos en la ecuación x = 2y/3 para obtener x = 0 y x = 2. Por tanto, este sistema de ecuaciones tiene dos soluciones distintas:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

Gráfica: si representamos las dos ecuaciones, las dos soluciones son los puntos de intersección:

Resolvemos tres sistemas de ecuaciones no lineales y comentamos las diferencias de este tipo de sistema con los sistemas de ecuaciones lineales. Con ejemplos explicados. Sistemas de ecuaciones no lineales resueltos. Bachillerato. Álgebra. Matemáticas.

 

Más ejemplos y temas relacionados:

¿Qué es una ecuación irracional?

Una ecuación irracional es una ecuación en la que la incógnita se encuentra en una raíz.

Ejemplo de ecuación irracional sencilla:

ejercicios de ecuaciones irracionales resueltos paso a paso

Normalmente, para resolver este tipo de ecuaciones, elevamos al cuadrado ambos lados de la igualdad:

resolución de ecuaciones irracionales paso a paso. Con una o más raíces cuadradas. Secundaria, bachiller

La raíz cuadrada desaparece al elevar al cuadrado porque son operaciones inversas.

Siempre que resolvemos una ecuación irracional tenemos que comprobar que la solución verifica la ecuación inicial.

Sustituimos x = 3 en la ecuación:

resolución de ecuaciones irracionales paso a paso. Con una o más raíces cuadradas. Secundaria, bachiller

Por tanto, x = 3 es la solución.

 

Ejemplo 2

ejercicios de ecuaciones irracionales resueltos paso a paso

Elevamos al cuadrado ambos lados de la ecuación obteniendo una ecuación de segundo grado:

resolución de ecuaciones irracionales paso a paso. Con una o más raíces cuadradas. Secundaria, bachiller

La única solución de la ecuación de segundo grado es x = 1. Comprobamos si es la solución de la ecuación irracional:

resolución de ecuaciones irracionales paso a paso. Con una o más raíces cuadradas. Secundaria, bachiller

Por tanto, es la solución.

 

Más ejemplos y temas relacionados: 

Fórmula del movimiento rectilíneo uniforme (MRU)

Un móvil realiza un movimiento rectilíneo uniforme cuando:

  • Se mueve en línea recta (rectilíneo)
  • Su velocidad es constante (uniforme)

En este movimiento, la fórmula más sencilla es la siguiente:

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

siendo

  • d la distancia recorrida,
  • v la velocidad del móvil
  • t el tiempo que dura el movimiento

Para calcular la velocidad o el tiempo, despejamos en la ecuación anterior:

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

Esta fórmula nos indica que

Esto significa:

  • Cuanto mayor es la velocidad o el tiempo, mayor es la distancia recorrida.
  • Cuanto mayor es la velocidad, menos tiempo se requiere para recorrer una distancia.

Ejemplo 1: 

Si un móvil que se mueve a velocidad constante recorre 1km en 10 minutos, entonces en 20 minutos recorre 2km.

 

Generalmente, expresamos

  • la velocidad en km/h (kilómetros por hora)
  • el tiempo en h (horas)
  • la distancia recorrida en km (kilómetros)

Para poder aplicar la fórmula, debemos asegurarnos de que las unidades de medida sean acordes. No podemos escribir la velocidad en km/h y el tiempo en min (minutos) o la distancia recorrida en m (metros).

Ejemplo 2:  ¿A qué velocidad debe circular un auto de carreras para recorrer 50km en un cuarto de hora?

Como la distancia es en kilómetros, vamos a escribir el tiempo en unidades de hora para tener la velocidad en km/h.

El tiempo que dura el movimiento es

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

La distancia recorrida por el móvil es

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

Por tanto, su velocidad debe ser

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

 

Ejemplo 3: Una bicicleta circula en línea recta a una velocidad de 15km/h durante 45 minutos. ¿Qué distancia recorre?

La velocidad de la bicicleta es

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

El tiempo que dura el movimiento es

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

Como las unidades de velocidad son kilómetros por hora y el tiempo está en minutos, tenemos que pasar el tiempo t de minutos a horas (dividiendo entre 60):

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

Calculamos la distancia que recorre la bicicleta:

Resolución de problemas de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) utilizando la fórmula d = v·t (distancia recorrida es igual a velocidad por tiempo). Problemas de móviles que se mueven en línea recta y a velocidad constante. Secundaria. ESO. Física básica.

Más ejemplos y temas relacionados:

Ejemplos de continuidad de funciones racionales

Vimos en continuidad de funciones que una una función racional es continua en los reales que no anulan su denominador. A continuación vamos a ver varios ejemplos.

Ejemplo 1

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Como es una función racional, el dominio es el conjunto de los reales excepto donde se anula el denominador. Para hallar estos puntos, igualamos el denominador a 0 y resolvemos la ecuación:

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Por tanto, el dominio es el conjunto de los reales excepto en los puntos -3 y 3. La función es continua en todo su dominio.

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Ejemplo 2

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Observaciones:

  • El radicando de la raíz debe ser no negativo.
  • El denominador tiene que ser distinto de 0.

Igualamos el radicando a 0:

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Hay que estudiar el signo del radicando los intervalos siguientes:

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Dando valores, el radicando es no negativo en el primer y tercer intervalo.

Factorizamos el denominador:

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Aplicamos la regla de Ruffini para hallar las soluciones del polinomio de tercer grado:

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Por tanto,

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

Tenemos que excluir los puntos 0, 1 y -1 del dominio.

El dominio es el conjunto de los reales excepto el intervalo [-1, 1]. La función es continua en su dominio.

Explicamos el concepto de continuidad de una función (especialmente en el caso de las funciones continuas, por lo que usamos límites laterales). Proporcionamos ejemplos y resolvemos ejercicios de calcular el dominio y la continuidad. Ejercicios resueltos. Matemáticas. Bachillerato. Análisis.

 

Más ejemplos en

¿Para qué sirven las Ecuaciones?

Escribimos este post ya que muchos estudiantes se preguntan para qué aprender a resolver ecuaciones. Un ejemplo de la utilidad de las ecuaciones es la resolución de problemas que aparecen en nuestra vida cotidiana.

Veamos un ejemplo de problema práctico:

Problema

Queremos diseñar una habitación de 18 metros cuadrados con forma rectangular de modo que el largo de la misma sea el doble que el ancho.

Solución

  • Llamamos al ancho de la habitación.
  • Como el largo tiene que ser el doble del ancho, el largo es 2·x. 
  • El área de un rectángulo es el producto del ancho por el largo:

Área = x·2·x = 2·x2

Como el área tiene que ser 18, tenemos la ecuación

18 =2·x2

La ecuación que tenemos es una ecuación de segundo grado incompleta. Esta ecuación tiene dos soluciones: x = 3 x = -3. 

La solución del problema es la solución positiva porque la incógnita x representa una longitud.

Por tanto, el largo de la habitación debe ser 6 metros y el ancho debe ser 3 metros. El área es 3·6 = 18 m2.

 

¡Ahora ya no tenéis excusa para pensar que las ecuaciones no sirven para nada!

Más ejemplos de problemas prácticos:

¿Hay ecuaciones sin solución?

La respuesta a la pregunta ¿hay ecuaciones sin solución? es que sí:

No todas las ecuaciones tienen solución.

 

Veamos algunos ejemplos de ecuaciones sin solución:

 

Ejemplo 1: un ejemplo de ecuación sin solución es la siguiente:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

La ecuación no tiene solución porque si a x le sumamos 1, no puede ser igual a x. De hecho, si intentamos resolver la ecuación, obtenemos una igualdad FALSA:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

 

Ejemplo 2:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

Esta ecuación tampoco tiene solución porque una división nunca puede dar 0 como resultado (cociente).

 

Ejemplo 3:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

Esta ecuación exponencial tampoco tiene solución porque ninguna potencia puede dar 0 como resultado:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

 

Ejemplo 4:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

El valor absoluto nunca puede ser negativo por su propia definición, por tanto, esta ecuación tampoco tiene solución.

Otros ejemplos de ecuaciones sin solución que se obtienen de la igualdad FALSA 1 = 2:

¿Hay ecuaciones sin solución? La respuesta es sí y proporcionamos ejemplos de ecuaciones que no tienen solución. Con ejemplos y ecuaciones resueltas. Secundaria. Álgebra. Matemáticas.

Más información y temas relacionados:

 

¿Qué es una Ecuación?

Una ecuación es una igualdad entre dos expresiones algebraicas en las que aparece una (o más) incógnita. Normalmente, la incógnita es x. 

La incógnita x representa al número (o números), si existe, que hace que la igualdad sea verdadera. Este número desconocido es la solución de la ecuación.

Al cambiar la por la solución, la igualdad debe ser cierta.

Ejemplo

x+2 = 2·x-1

  • Si es 0, la igualdad no se cumple porque 0+2  no es igual a 2·0-1.
  • Si es 3, la igualdad sí se cumple porque 3+2  es igual a 2·3-1.

La solución de la ecuación es x = 3.

Algunas cuestiones…

Algunas cuestiones que suelen hacerse los alumnos son las siguientes:

  • ¿Todas las ecuaciones tienen solución?
  • ¿Cuántas soluciones tiene una ecuación?
  • ¿Cuántos tipos de ecuaciones hay?
  • ¿Puede haber más de una incógnita?

Respuestas a las cuestiones:

En la siguiente página veremos algunos tipos de ecuaciones y cómo resolverlas:

Ecuaciones resueltas

¿Qué es una Ecuación Exponencial?

Una ecuación exponencial es aquella ecuación en la que aparecen exponenciales, es decir, potencias cuyos exponentes son expresiones en las que aparece la incógnita, x.

Ejemplo de ecuación exponencial: 

x+2 = 16

En esta ecuación tenemos una potencia con base 2 y exponente x+2.

La solución de la ecuación es x = 2.  Lo comprobamos:

22+2 = 24 = 16

¿Cómo resolver ecuaciones exponenciales?

La dificultad a la hora de resolver estas ecuaciones es muy variable y por esta razón tenemos dos métodos para resolverlas:

  • Método 1: Escribir las potencias y los números de la ecuación como potencias con base común (sin aplicar logaritmos).   Ver ejemplos.
  • Método 2: Aplicación de logaritmos.  Ver ejemplos.

El Método 1 es el que suele utilizarse para ecuaciones sencillas, aunque también se puede utilizar el Método 2. 

Recursos: