Álgebra Intermedia: Ecuaciones, Resolución de Problemas
con Soluciones Detalladas - Muestra 3

Esta página presenta un conjunto cuidadosamente seleccionado de problemas de álgebra intermedia diseñados para fortalecer tu comprensión de conceptos clave como ecuaciones, notación científica y resolución de problemas. Cada problema viene con soluciones detalladas, paso a paso, para ayudar a estudiantes y educadores a dominar las habilidades de álgebra intermedia de manera efectiva.

Pregunta 1

Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones: \[ \begin{cases} - \dfrac{x}{2} + \dfrac{y}{3} = 0 \\ x + 6y = 16 \end{cases} \]

Solución:

Primero multiplicamos todos los términos de la primera ecuación por el MCM de 2 y 3, que es 6. \[ 6\left(-\dfrac{x}{2} + \dfrac{y}{3}\right) = 6(0) \] Simplificamos \[ -3x + 2y = 0 \]

Luego resolvemos el siguiente sistema de ecuaciones equivalente:

\[ \begin{aligned} -3x + 2y &= 0 \\ x + 6y &= 16 \end{aligned} \]

Resolviendo este sistema se obtiene la solución: \[ x = \dfrac{8}{5}, \quad y = \dfrac{12}{5} \]

Pregunta 2

¿Cuántas soluciones reales tiene cada ecuación cuadrática que se muestra a continuación?

  1. \( x^2 + \dfrac{4}{5}x = -\dfrac{1}{4} \)
  2. \( x^2 - 7x + 10 = 0 \)
  3. \( x^2 - \dfrac{2}{3}x + \dfrac{1}{9} = 0 \)

Solución:

Encuentra el discriminante de cada ecuación.

  1. \( \left(\dfrac{4}{5}\right)^2 - 4(1)\left(\dfrac{1}{4}\right) = \dfrac{16}{25} - 1 < 0 \), no tiene soluciones reales.
  2. \( (-7)^2 - 4(1)(10) = 49 - 40 = 9 > 0 \), 2 soluciones reales.
  3. \( \left(\dfrac{-2}{3}\right)^2 - 4(1)\left(\dfrac{1}{9}\right) = \dfrac{4}{9} - \dfrac{4}{9} = 0 \), 1 solución real repetida.

Pregunta 3

¿Representan los datos en la tabla a continuación \( y \) como una función de \( x \)? Explica.

\[ \begin{array}{|c|c|} \hline \textbf{x} & \textbf{y} \\ \hline -2 & 4 \\ 3 & 6 \\ -5 & 4 \\ 6 & 12 \\ 7 & 16 \\ 0 & 34 \\ \hline \end{array} \]

Solución:

Sí, estos datos representan \( y \) como una función de \( x \) porque cada valor de entrada \( x \) está emparejado con exactamente un valor de salida \( y \). Aunque algunos valores de \( y \) se repiten, por ejemplo \( y = 4 \) aparece dos veces. Lo que importa es que ningún valor de \( x \) se asigna a más de un \( y \). Por lo tanto, la relación satisface la definición de una función.

Pregunta 4

Resuelve la siguiente ecuación cuadrática. \[ 0.01 x^{2} - 0.1 x - 0.3 = 0 \]

Solución:

Multiplica todos los términos de la ecuación por 100 para obtener una ecuación equivalente con coeficientes enteros. \[ x^2 - 10x - 30 = 0 \] Discriminante: \[ \Delta = (-10)^2 - 4(1)(-30) = 100 + 120 = 220 \] Soluciones: \[ x = \dfrac{-(-10) \pm \sqrt{220}}{2(1)} = \dfrac{10 \pm 2\sqrt{55}}{2} = 5 \pm \sqrt{55} \]

Pregunta 5

En una cafetería, 3 cafés y 4 donas cuestan \( \$10.05 \). En la misma cafetería, 5 cafés y 7 donas cuestan \( \$17.15 \). ¿Cuánto tienes que pagar por 4 cafés y 6 donas?

Solución:

Sea \( x \) el precio de un café y \( y \) el precio de una dona.

Ahora usamos "3 cafés y 4 donas cuestan \$10.05" para escribir la ecuación:

\[ 3x + 4y = 10.05 \]

Y usamos "5 cafés y 7 donas cuestan \$17.15" para escribir la ecuación:

\[ 5x + 7y = 17.15 \]

Restando la primera ecuación de la segunda:

\[ (5x + 7y) - (3x + 4y) = 17.15 - 10.05 \] \[ 2x + 3y = 7.10 \]

Multiplica todos los términos de la ecuación por 2:

\[ 4x + 6y = 14.2 \]

Por lo tanto, 4 cafés y 6 donas cuestan \$14.20.

Pregunta 6

Encuentra la pendiente de las rectas que pasan por los puntos dados e indica si cada recta es vertical, horizontal o ninguna de las dos.

  1. Recta L1 : \( (-2 , 3) \) y \( (8 , 3) \)
  2. Recta L2 : \( (4 , 3) \) y \( (4 , -3) \)
  3. Recta L3 : \( (-1 , 7) \) y \( (3 , -3) \)

Solución:

  1. Pendiente de la recta \( L_1 = \dfrac{3 - 3}{8 - (- 2)} = \dfrac{0}{10} = 0 \), recta horizontal.
  2. Pendiente de la recta \( L_2 = \dfrac{-3 - 3}{4 - 4} = \dfrac{-6}{0} \), indefinida, recta vertical.
  3. Pendiente de la recta \( L_3 = \dfrac{-3 - 7}{3 - (-1}) = \dfrac{-10}{4} = \dfrac{-5}{2} \), \( L_3 \) no es horizontal ni vertical.

Pregunta 7

Encuentra cuatro números enteros pares consecutivos cuya suma sea \( 388 \).

Solución:

Sean \( x,\, x + 2,\, x + 4,\, \text{y } x + 6 \) cuatro enteros pares consecutivos.

Su suma es \( 388 \), por lo tanto la ecuación: \[ x + (x + 2) + (x + 4) + (x + 6) = 388 \]

Agrupamos términos semejantes: \[ 4x + 12 = 388 \] \[ 4x = 388 - 12 = 376 \]

Resolvemos la ecuación: \[ x = \dfrac{376}{4} = 94 \]

Los cuatro números son: \( 94,\, 96,\, 98,\, 100 \).

Verificamos la suma:

\[ 94 + 96 + 98 + 100 = 388 \]

Pregunta 8

Yendo a un viaje largo, Thomas condujo durante 2 horas y almorzó. Después del almuerzo condujo durante 3 horas más a una velocidad que es \( 20 \; \text{km/hora} \) mayor que antes del almuerzo. La distancia total del viaje fue de \( 460 \; \text{km} \).
¿Cuál fue su velocidad después del almuerzo?

Solución:

Sea \( x \) la velocidad antes del almuerzo (en km/h). Entonces la distancia recorrida antes del almuerzo es \( 2x \) km.

Después del almuerzo, la velocidad es 20 km/h mayor que antes del almuerzo, por lo tanto es \( x + 20 \). La distancia recorrida después del almuerzo es \( 3(x + 20) \) km.

La distancia total recorrida es de 460 km. Por lo tanto, la ecuación es:

\[ 2x + 3(x + 20) = 460 \]

Resolvemos la ecuación:

\[ \begin{align*} 2x + 3(x + 20) &= 460 \\ 2x + 3x + 60 &= 460 \\ 5x + 60 &= 460 \\ 5x &= 400 \\ x &= 80 \end{align*} \]

Entonces, la velocidad antes del almuerzo es \( {80} \) km/h y su velocidad después del almuerzo es \( \boxed{80+20} = 100 \) km/h .

Pregunta 9

Compara las siguientes expresiones:

  1. \( 2^{-4} \)
  2. \( (-2)^{-4} \)
  3. \( \left(-\dfrac{1}{2}\right)^4 \)

Solución:

Primero simplificamos cada expresión.

  1. \[ 2^{-4} = \dfrac{1}{2^4} = \dfrac{1}{16} \]
  2. \[ (-2)^{-4} = \dfrac{1}{(-2)^4} = \dfrac{1}{16} \]
  3. \[ \left(-\dfrac{1}{2}\right)^4 = \dfrac{(-1)^4}{2^4} = \dfrac{1}{16} \]

Las tres expresiones se simplifican al mismo valor.

Pregunta 10

Evalúa y convierte a notación científica. \[ (3.4 \times 10^{11})(5.4 \times 10^{-3}) \]

Solución:

\( (3.4 \times 10^{11})(5.4 \times 10^{-3}) = (3.4 \times 5.4) \times 10^{11} \times 10^{-3} = 18.36 \times 10^8 = 1.836 \times 10^9 \)