Las ecuaciones de segundo grado: conceptos y resolución

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    2013Antonio Garca MegaLas ecuaciones de segundo gradoAngarmegia: Ciencia, Cultura y Educacin. Portal de Investigacin y docenciahttp://[email protected]

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    Las ecuaciones de

    segundo gradoConceptos y resolucin

    Notas y recursos didcticos para las clases de Matemticasde Educacin Primaria y Secundaria

    Una propuesta deAntonio Garca Mega

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    El presente documento forma parte del proyecto del Portal de Educacin yDocencia Angarmegia, Ciencia, Cul tur a y Educacin (http://angarmegia.com).Propone algo ms que unos apuntes para orientar a nuestros alumnos deEducacin Secundaria en sus estudios sobre el tema.Junto a un el texto muy simplificado y centrado en aspectos esenciales paracompletar, o diversificar, los contenidos recogidos en su libro base, el proyectodispone de vdeos relacionados y de actividades interactivas para mejorar yreforzar las adquisiciones.

    Los vdeos estn localizables en la seccin Vdeos del Portal o en elCanal Angarmegia de YouTube. Las direcciones son:

    Vdeos en el Portal:http://angarmegia.com/videos.htm

    Angarmegia en YouTube:http://www.youtube.com/user/angarmegia

    Las actividades interactivas se encuentran en la seccin Refuerzo alestudio.

    http://angarmegia.com/refuerzoestudio.htm

    Esta misma informacin en formato html est accesible desde lassecciones Matemticas

    http://angarmegia.com/carpeta2/matematicas.htm y Matemticas fciles, que recoge las fichas esquemticas de todoslos contenidos de la Educacin Secundaria obligatoria realizadas por elProfesor Bienvenido Ayala:

    http://angarmegia.com/menumatematicas.htm

    Agradecemos cualquier crtica o sugerencia que tengan a bien hacernos. Nuestramayor satisfaccin estriba en conocer que nuestro trabajo puede contribuir amejorar el nivel educativo de las generaciones que habrn de sustituirnos.

    Antonio Garca MegaMaestro, Diplomado en Geografa e Historia, Licenciado en Filosofa y Letras,

    Doctor en Filologa Hispnica.

    http://angarmegia.com/http://angarmegia.com/videos.htmhttp://www.youtube.com/user/angarmegiahttp://www.youtube.com/user/angarmegiahttp://angarmegia.com/refuerzoestudio.htmhttp://angarmegia.com/refuerzoestudio.htmhttp://angarmegia.com/carpeta2/matematicas.htmhttp://angarmegia.com/carpeta2/matematicas.htmhttp://angarmegia.com/menumatematicas.htmhttp://angarmegia.com/menumatematicas.htmhttp://angarmegia.com/menumatematicas.htmhttp://angarmegia.com/carpeta2/matematicas.htmhttp://angarmegia.com/refuerzoestudio.htmhttp://www.youtube.com/user/angarmegiahttp://angarmegia.com/videos.htmhttp://angarmegia.com/
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    CONTENIDO

    Introduccin: ________________________________________________________________ 9

    Resolucin: _________________________________________________________________ 10

    Ecuaciones incompletas _____________________________________________________ 10Ecuaciones completas ______________________________________________________ 10

    Algunas ecuaciones resueltas ___________________________________________________ 11

    Ecuacin 1 _______________________________________________________________ 11Ecuacin 2 _______________________________________________________________ 12

    Ecuacin 3 _______________________________________________________________ 12Ecuacin 4 _______________________________________________________________ 13Ecuacin 5 _______________________________________________________________ 13

    Algunos problemas razonados y planteados _______________________________________ 13

    Problema 1 _______________________________________________________________ 13Problema 2 _______________________________________________________________ 14Problema 3 _______________________________________________________________ 14Problema 4 _______________________________________________________________ 14Problema 5 _______________________________________________________________ 15

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    DR.D. ANTONIO GARCA MEGASERIE APOYOS DIDCTICOSLAS ECUACIONES DE SEGUNDO GRADO

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    INTRODUCCIN:Se denominan ecuaciones de segundo grado a aquellas en que la incgnita aparece elevada a lasegunda potencia como mayor exponente.

    32 + 4 = 30Las ecuaciones con una incgnita, una vez preparadas, solamente pueden tener tres trminos:termino con la incgnita elevada al cuadrado (ax2), trmino con la incgnita elevada a laprimera potencia (bx), y trmino numrico independiente (c).

    2 + + = 0Se dice de la ecuacin completa, cuando constan los tres trminos anteriores, e incompleta sifalta la incgnita en grado 1, el trmino independiente, o ambos. Son incompletas:

    2 + = 02 = 0Antes de resolver una ecuacin de segundo grado es preciso prepararla hasta alcanzar la forma:

    2 + + = 0El proceso pasa las siguientes fases:

    2 2 + 2 3 = 81722

    +2 3 = 817

    22 + 2 12 = 3268

    ELIMINARPARNTESIS

    SUPRIMIRDENOMINADORES

    TRANSPONERTRMINOS

    DESPEJARINCGNITA

    REDUCIR TRMINOS SEMEJANTES

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    22 + 2 12 3268 = 022 + 2 3280 = 0

    En este caso concreto, al ser todos los miembros divisible entre 2, puede simplificarse la ecuacinquedando definitivamente as:

    2 + 1640 = 0ES IMPORTANTE ADVERTIR QUE LAS ECUACIONES DE ESTE TIPO, SALVO CASOS EXCEPCIONALES, TIENENDOS SOLUCIONES CORRESPONDIENTES A LOS SIGNOS + Y -.

    RESOLUCIN:ECUACIONES INCOMPLETAS

    TIPO 1: 2 = 0Despejando la incgnita:

    2 = 0 = 0Extrayendo la raz cuadrada de ambos miembros: = 0 = 0

    TIPO 2:

    2 +

    = 0

    Pasando c al segundo miembro:2 = Despejando la incgnita:2 =

    Extrayendo la raz cuadrada de ambos miembros:

    = SOLUCIONES:

    Extrayendo la raz cuadrada de ambos miembros:

    1 = + 2 =

    ECUACIONES COMPLETAS

    Las ecuaciones de segundo grado completas se resuelven siempre aplicando la siguientefrmula:

    =

    2

    4

    2

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    Que produce las dos soluciones:

    1 = + 2 42

    2 = 2

    4

    2 JUSTIFICACIN:

    + + = Pasando c al segundo miembro:2 + =

    Multiplicando ambos trminos por4a se obtiene la igualdad equivalente:422 + 4 = 4

    Sumando b2 a ambos miembros de la igualdad se obtiene la equivalente [1]:422 + 4 + 2 = 2 4

    El primer miembro se corresponde con el desarrollo del cuadrado de una suma + 2 = 2 + 2 + 2En este caso:2 + 2 = 422 + 2 + 4

    Sustituyendo en [1] queda:2 + 2 = 2 4Hallando la raz cuadrada de ambos miembros:

    2 + = 2

    4Trasponiendo el coeficiente b:2 = 2 4Despejando la incgnita:

    =

    ALGUNAS ECUACIONES RESUELTASADVERTENCIA: Alcanzar las soluciones para las ecuaciones de este tipo precisa el dominio de ciertashabilidades bsicas de clculo.

    ECUACIN 1 + =

    Quitando denominadores:12

    2 + 10

    2

    120 = 10680

    5

    2

    Trasponiendo trminos:122 + 102 + 52 120 10680 = 0

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    Reduciendo trminos:272 1800 = 0

    SOLUCIONESEcuacin tipo

    2

    + = 01 = + = +180027 = +400 = 202 = = 180027 = 400 = 20

    ECUACIN 2

    + + = Trasponiendo trminos y reduciendo:22 + 3 + 1 3 = 0

    22 + 3 2 = 0SOLUCIONES

    Ecuacin completa

    1 = + 2 42 =3 + 9 4 2 2

    4=3 + 9 + 1 6

    4=3 + 5

    4=

    2

    4=

    1

    2

    2 = 2

    4

    2 =3 9 4 2 2

    4 = 3

    9 + 1 6

    4 = 3

    5

    4 = 8

    4 = 2

    ECUACIN 3 + = + Trasponiendo trminos y reduciendo:

    62 3 20 + 4 82 = 06

    2

    23

    78 = 0

    SOLUCIONESEcuacin completa

    1 = + 2 42 =23 + 529 24 78

    12=

    23 + 529 + 187212

    =2 3 + 4 9

    12=

    72

    12= 6

    2 = 2 42 =23 529 24 78

    12=

    23 529 + 187212

    =23 49

    12= 26

    12

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    ECUACIN 4 + = Quitando denominadores

    5

    2 +

    150 = 500

    12600

    Trasponiendo trminos y reduciendo:52 + 150 500 + 12600 = 0

    52 499 + 12450 = 0SOLUCIONES

    Ecuacin completa

    1 = + 2 42 ==

    499 + 249001 451245010

    =499 + 24901 24900

    10=

    499+1

    10= 50

    2 =

    2 42

    =

    =499 249001 4512450

    10=

    499 24901 2490010

    =499 1

    10= 498

    ECUACIN 5 = + Quitando parntesis:2 = 120 +

    Trasponiendo trminos y reduciendo:2 120 = 02 2 120 = 0SOLUCIONES

    Ecuacin completa

    1 = + 2 42 =2 + 4 4 120

    2=

    2 + 4+4802

    =2 + 2 2

    2=

    24

    2= 12

    2 = 2 42

    =2 4 4 120

    2=

    2 4+4802

    =2 22

    2=20

    2= 10

    ALGUNOS PROBLEMAS RAZONADOS Y PLANTEADOS

    PROBLEMA 1Se incrementa un nmero en cuatro unidades y se disminuye tambin en cuatro unidades. Si semultiplican entre s estos resultados se obtiene 609. Cul es el nmero original?

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    PLANTEAMIENTO

    Incgnita principal: Nmero buscado = x

    Datos conocidos: = + 4

    =

    4

    Producto de ambos nmeros = + 4 ( 4) = 609Ecuacin final: + =

    PROBLEMA 2Se precisa encontrar las dimensiones de un rectngulo de 2520 m2 de superficie sabiendo que

    su longitud excede en 18 m a su anchura.

    PLANTEAMIENTO

    Incgnita principal: Anchura del rectngulo = x

    Datos conocidos: = = + 18 = 2520 2Ecuacin final: + =

    PROBLEMA 3La diferencia entre dos nmeros es 14. Si la suma de sus cuadrados asciende a 436, de qunmeros se trata?

    PLANTEAMIENTO

    Incgnita principal: Numero mayor = x

    Datos conocidos: = 142 = 22 = ( 14)2

    = 436

    Ecuacin final: + =

    PROBLEMA 4El rea de un rectngulo es de 1000 m

    2. Si su permetro mide 140 m, cules son sus

    dimensiones?

    PLANTEAMIENTO

    Incgnita principal: Lado a = x

    Datos conocidos: = = 1000 2

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    = 140 = 70 = + = 70 Ecuacin final: ( ) =

    PROBLEMA 5La altura de un tringulo mide la tercera parte de la longitud de su base. Si el rea deltringulo es de 4225 m

    2, cunto mide su base?

    PLANTEAMIENTO

    Incgnita principal: Base = x

    Datos conocidos:

    =

    3

    = 2 = 42252

    Ecuacin final: =

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    Vdeos relacionados en:http://angarmegia.com/videos.htm

    http://www.youtube.com/user/angarmegia

    Actividades interactivas en:http://angarmegia.com/refuerzoestudio.htm

    Informacin en formato html, y fichas resumen del profesor Bienvenido Ayala, en:http://angarmegia.com/carpeta2/matematicas.htm

    http://angarmegia.com/menumatematicas.htm

    Ms documentos imprimibles relacionados en:http://angarmegia.com/apoyos_imprimibles.htm#Matematicas

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