Los sistemas de ecuaciones de dos variables son una herramienta fundamental en matemáticas, utilizados en diversas áreas como la economía, la física y la ingeniería. Estos sistemas consisten en dos ecuaciones lineales que se deben resolver simultáneamente para encontrar el valor de las dos incógnitas. Resolver un sistema de ecuaciones 2x2 permite determinar puntos de intersección en un plano cartesiano, proporcionando soluciones que pueden ser únicas, infinitas o inexistentes.

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Vamos

Resolución por sustitución y método gráfico

1

Resuelve el siguiente sistema utilizando el método de sustitución

 

Solución

El método de sustitución involucra despejar una de las dos variables de alguna ecuación y sustituirla en la otra. Despejaremos de la segunda ecuación:

 

 

Notemos que escogimos la segunda ecuación ya que está igualada a 0; esto hace el procedimiento ligeramente más sencillo. Ahora sustituimos el valor de en la primera ecuación

 

 

Por lo tanto, . Luego, sustituimos el valor de en la expresión que tenemos para :

 

 

Por tanto, la solución es .

2

Resuelve el siguiente sistema utilizando el método de sustitución:

 

Solución

Una ventaja del método de sustitución es que no es necesario simplificar el sistema de ecuaciones para empezar a resolver. Por tanto, podemos empezar a resolver inmediatamente.

 

Primero, despejamos de la segunda ecuación:

 

 

Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación:

 

 

De aquí, se sigue que . Ahora, sustituimos el valor de en la expresión que teníamos para :

 

 

Por tanto, la solución al sistema es y .

3

Resuelve el siguiente sistema utilizando el método de sustitución:

 

Solución

Primero despejamos de la segunda ecuación

 

 

Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación:

 

 

Por lo tanto, la primera ecuación se convierte (al pasar las constantes del lado derecho y las variables del lado izquierdo) en

 

 

que, al despejar , obtenemos

 

 

Luego, sustituyendo el valor de en la expresión que tenemos para , obtenemos

 

 

Por tanto, la solución es y

4

Resuelve el siguiente sistema utilizando el método de sustitución:

 

Solución

Para resolver este sistema, primero debemos eliminar las fracciones (quitar los denominadores). Para ello, multiplicamos las ecuaciones por el mínimo común multiplo de los denominadores. Para la primera ecuación tenemos:

 

 

por lo que . Mientras que para la segunda ecuación tenemos:

 

 

de donde obtenemos . Así, el sistema de ecuaciones se convierte en:

 

 

Primero despejamos de la segunda ecuación:

 

 

Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación:

 

 

de modo que o . Luego, sustituimos el valor de en la expresión que teníamos para :

 

 

Por tanto, la solución es y .

5

Resuelve el siguiente sistema utilizando el método gráfico

 

Solución

El método gráfico involucra solo graficar las dos rectas. La intersección será la solución del sistema:

 

Sistema de ecuaciones metodo grafico

 

De la gráfica anterior podemos observar que la solución es y . No obstante, recordemos que debemos ser muy precisos al momento de graficar.

Resolución por igualación

Recordemos que el método de igualación sólo se puede utilizar para resolver un sistema de 2 ecuaciones con 2 variables. Solamente este método y el método gráfico están limitados para sistemas de .

1

Solución

Para resolver el sistema por igualación debemos despejar una variable de ambas ecuaciones. Despejamos de ambas ecuaciones:

 

 

de donde obtenemos . Para la segunda ecuación tenemos

 

 

por tanto y . Ahora, igualamos ambas ecuaciones

 

 

De esa ecuación despejamos :

 

 

por lo que . Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación

 

 

por lo que . Por tanto, la solución es y .

2

Solución

Al igual que en el caso anterior, para resolver por igualación debemos despejar alguna variable de ambas ecuaciones. En este caso despejaremos . En la primera ecuación obtenemos:

 

 

Mientras que para la segunda ecuación obtenemos:

 

 

Igualando las ecuaciones, tenemos

 

 

por lo que

 

 

de manera que . Luego, sustituyendo en la primera ecuación, tenemos

 

 

por lo que . Así, la solución es y .

3

Solución

Al igual que en el caso anterior, para resolver por igualación debemos despejar alguna variable de ambas ecuaciones. En este caso despejaremos . En la primera ecuación obtenemos:

 

 

Mientras que para la segunda ecuación obtenemos:

 

 

Igualando las ecuaciones, tenemos

 

 

por lo que

 

 

de manera que . Luego, sustituyendo en la segunda ecuación, tenemos

por lo que . Así, la solución es y .

4

Solución

Antes de aplicar el método de igualación, debemos escribir el sistema de forma que despejemos una de las variables. Para ello, multiplicamos ambas ecuaciones por 2:

 

 

Despejamos la variable y en ambas ecuaciones:

 

 

Igualando las ecuaciones, tenemos

 

 

por lo que

 

 

de manera que . Luego, sustituyendo en la primera ecuación, tenemos

por lo que . Así, la solución es y .

5

Solución

Primero despejamos de ambas ecuaciones

 

 

Igualando las ecuaciones, tenemos

 

 

por lo que

 

 

de manera que . Luego, sustituyendo en la segunda ecuación, tenemos

 

por lo que . Así, la solución es y .

Resolución por reducción

Recordemos que el método de reducción debemos eliminar las de todas las ecuaciones, excepto la primera. Luego debemos eliminar las de todas las ecuaciones, excepto la primera y la segunda ecuación.

Este método es igual a la eliminación gaussiana, con la única diferencia de que no utilizamos la matriz asociada al sistema.

1

Solución

Necesitamos eliminar las de la segunda ecuación. Para ello, multiplicamos la primera ecuación por y luego restamos el resultado a la segunda ecuación:

 

 

Ahora, a la segunda ecuación le resultamos la ecuación anterior:

 

 

De aquí se sigue que . Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación:

 

 

Por lo tanto .

2

Solución

Antes de aplicar el método de reducción, debemos escribir el sistema de forma que los términos independientes estén del lado derecho. Para ello, multiplicamos ambas ecuaciones por 2:

 

 

Luego, pasamos las variables al lado izquierdo de las ecuaciones:

 

 

Ahora, a la segunda ecuación le sumamos la primera:

 

 

De aquí se sigue que . Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación:

 

 

Por tanto, la solución es y .

3

Solución

Multiplicamos la primera ecuación por y la segunda por 2

 

 

 

Ahora, sumamos ambas ecuaciones

 

 

De aquí se sigue que . Luego, sustituimos el valor de en la primera ecuación:

 

 

Por lo tanto .

4

Solución

Antes de aplicar el método de reducción, debemos escribir el sistema de forma que los términos independientes estén del lado derecho. Para ello, multiplicamos la primera ecuación por 4 y despejamos

 

 

Ahora, a la segunda ecuación le sumamos la primera:

 

 

De aquí se sigue que . Luego, sustituimos el valor de en la segunda ecuación:

 

 

Por tanto, la solución es y .

5

Solución

Antes de aplicar el método de reducción, debemos escribir el sistema de forma que los términos independientes estén del lado derecho. Para ello, multiplicamos ambas ecuaciones por 6 y 9 respectivamente

 

 

Ahora, a la primera ecuación le restamos la segunda:

 

 

De aquí se sigue que . Luego, sustituimos el valor de en la segunda ecuación:

 

 

Por tanto, la solución es y .

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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗