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Sistemas de ecuaciones y sistemas equivalentes

Un sistema es un grupo de ecuaciones que deben cumplirse todas a la vez. Dos sistemas son equivalentes cuando tienen exactamente las mismas soluciones. Intercambiar ecuaciones, multiplicar una por un número distinto de cero y sumar a una ecuación un múltiplo de otra mantienen el sistema equivalente, así que podemos simplificarlo sin perder la respuesta.

🎬 Historia paso a paso

  1. Mira una sola ecuación, x + y = 5. Todos los puntos de esta recta roja la cumplen. Hay infinitas respuestas.
  2. Añade una segunda ecuación, x − y = 1, la recta azul. Un sistema significa que las dos deben cumplirse a la vez.
  3. Solo un punto está en las dos rectas: (3, 2). Ese punto es la solución del sistema.
  4. Multiplica la primera ecuación por 2. Obtienes 2x + 2y = 10. La recta no se mueve, así que la respuesta es la misma.
  5. Ahora suma las dos ecuaciones. Obtienes 2x = 6, que es la recta x = 3. Sigue pasando por (3, 2), así que el nuevo sistema es equivalente y mucho más fácil.
  6. Tu turno. Mueve el control k para cambiar la ecuación 2 por (ecuación 2) + k × (ecuación 1). Verás que la recta gira pero siempre pasa por el punto. Luego prueba el botón de multiplicar por 0.

Consejo: arrastra la escena 3D para girarla. Usa dos dedos para hacer zoom.

🤔 Dudas comunes, resueltas

¿Puede una sola ecuación tener una única solución?

No. Una ecuación con dos incógnitas tiene infinitas soluciones, toda una recta de puntos. Una segunda ecuación elige un solo punto.

¿Y si las rectas nunca se cruzan?

Entonces el sistema no tiene solución. Las rectas son paralelas.

¿Por qué el punto de cruce es la solución?

Es el único punto que está en las dos rectas, así que hace verdaderas las dos ecuaciones.

¿Multiplicar cambia la respuesta?

No, siempre que multipliques toda la ecuación por un número distinto de 0. La recta es la misma recta.

¿Para qué sumar las ecuaciones?

Cancela una incógnita, y queda una ecuación con una sola incógnita que es fácil de resolver.

¿Por qué multiplicar por 0 puede ser un mal paso?

Convierte la ecuación en 0 = 0, que es verdadera para cualquier punto. Pierdes la recta y el sistema pasa a tener infinitas soluciones.

¿Qué es un sistema de ecuaciones?

Un sistema es un conjunto de ecuaciones con las mismas incógnitas. Una solución debe hacer verdadera cada ecuación al mismo tiempo. Con dos rectas, la solución es el punto donde se cruzan. Dos rectas pueden cruzarse en un punto (una solución), no encontrarse nunca por ser paralelas (ninguna solución), o ser la misma recta (infinitas soluciones).

Ejemplo: x + y = 5 y x − y = 1. Prueba (3, 2): 3 + 2 = 5 y 3 − 2 = 1. Ambas son verdaderas, así que (3, 2) es la solución.

¿Qué significa equivalente?

Dos sistemas son equivalentes si tienen exactamente el mismo conjunto de soluciones. Ni una de más, ni una de menos. Pueden verse muy distintos. Por ejemplo, {x + y = 5, x − y = 1} y {x = 3, y = 2} son equivalentes, porque los dos tienen como única solución (3, 2).

Cambiamos un sistema difícil por uno equivalente y fácil, así la respuesta que encontramos también vale para el difícil.

Pasos seguros (transformaciones equivalentes)

Pasos peligrosos: multiplicar por 0 (la ecuación se vuelve 0 = 0 y no dice nada), o cambiar solo un lado de una ecuación. Elevar al cuadrado ambos lados también puede añadir respuestas falsas, así que hay que comprobar al final.

Resolver por eliminación

La eliminación es una cadena de pasos seguros que quita una incógnita.

  1. Escribe el sistema. Ejemplo: 2x + 3y = 12 y 4x − y = 10.
  2. Multiplica la segunda ecuación por 3: 12x − 3y = 30.
  3. Súmala a la primera: 14x = 42, así que x = 3.
  4. Pon x = 3 en 4x − y = 10: 12 − y = 10, así que y = 2.
  5. Comprueba en las dos ecuaciones originales.

Cada sistema nuevo es equivalente al anterior, así que (3, 2) también es la respuesta del primero.

Pruébalo

Predice y luego comprueba: en el juego libre en 3D mueve el control k. Antes de moverlo, di qué crees que pasará con el punto de cruce. Después busca el k que hace vertical la recta azul. Luego pulsa el botón de multiplicar por 0 y mira por qué no es un paso seguro.

Fórmulas y definiciones clave

Ejemplos resueltos

1. Resuelve x + y = 7 y x − y = 1.

Suma las ecuaciones: 2x = 8, así que x = 4. Entonces y = 7 − 4 = 3. Comprobación: 4 + 3 = 7 y 4 − 3 = 1. Solución (4, 3).

2. Resuelve 3x + y = 10 y x + y = 4.

Resta la segunda a la primera: 2x = 6, así que x = 3. Entonces y = 4 − 3 = 1. Comprobación: 9 + 1 = 10 y 3 + 1 = 4. Solución (3, 1).

3. Demuestra que {x + y = 5, x − y = 1} es equivalente a {x = 3, x + y = 5}.

Suma las dos ecuaciones originales y obtienes 2x = 6, así que x = 3. Conserva x + y = 5. El sistema nuevo salió de pasos seguros y su solución es x = 3, y = 2. Los dos sistemas tienen solo (3, 2).

4. Resuelve 2x + 3y = 12 y 4x − y = 10.

Multiplica la segunda ecuación por 3: 12x − 3y = 30. Súmala a la primera: 14x = 42, así que x = 3. Entonces 4(3) − y = 10 da y = 2. Solución (3, 2).

5. En el sistema x + y = 5, x − y = 1, cambia la ecuación 2 por (ecuación 2) + 2 × (ecuación 1). Escribe la nueva ecuación y comprueba la solución anterior.

Nueva ecuación: (x − y) + 2(x + y) = 1 + 10, así que 3x + y = 11. Comprueba (3, 2): 9 + 2 = 11. Es verdadera, así que la solución se mantiene.

Errores comunes

Test de práctica

1. Dos sistemas son equivalentes cuando tienen:
2. ¿Qué paso NO es seguro?
3. Al sumar x + y = 5 y x − y = 1 se obtiene:
4. Dos rectas paralelas como sistema tienen:
5. La solución de {x + y = 7, x − y = 1} es:

Práctica: responde tú mismo

Escribe o elige tu respuesta y pulsa Comprobar. Usa la pista si te atascas; la solución completa aparece después de responder.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un sistema equivalente con palabras simples?

Es un sistema nuevo que tiene exactamente las mismas respuestas que el anterior, pero escrito de forma más fácil.

¿La eliminación siempre da un sistema equivalente?

Sí, siempre que solo intercambies, multipliques por un número distinto de cero o sumes un múltiplo de una ecuación a otra.

¿Por qué comprobamos la respuesta al final?

Comprobar descubre errores de cálculo y, si usaste el cuadrado u otros pasos arriesgados, elimina respuestas falsas de más.

Aprende antes

Aprende después

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