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Matemáticas 3.º ESO · Ecuaciones con denominadores. Ecuaciones literales

Fracciones dentro de paréntesis y ecuaciones literales

Objetivo: Al terminar, sabrás resolver ecuaciones con fracciones dentro de paréntesis y ecuaciones literales, despejando x en función de los parámetros y discutiendo cuándo hay solución.

Explicación

1. Fracciones dentro de paréntesis o corchetes

Cuando hay fracciones dentro de un paréntesis o un corchete, lo más seguro es:

  1. Quitar primero el paréntesis o el corchete, multiplicando el número de fuera por cada término (y simplificando las fracciones que salgan).
  2. Quitar denominadores con el m.c.m.
  3. Agrupar, reducir, despejar y comprobar.

3[x−12−13]=3(x−1)2−33=3(x−1)2−13\left[\dfrac{x - 1}{2} - \dfrac{1}{3}\right] = \dfrac{3(x - 1)}{2} - \dfrac{3}{3} = \dfrac{3(x - 1)}{2} - 1

2. Ecuaciones literales

Una ecuación literal tiene, además de la incógnita xx, otras letras (parámetros), como aa, bb o mm, que representan números fijos. Se resuelve igual que siempre, tratando los parámetros como números:

  1. Pasa todos los términos con xx a un miembro y los demás al otro.
  2. Saca factor común la xx:   ax−3x=x (a−3)\;ax - 3x = x\,(a - 3).
  3. Divide entre lo que multiplica a la xx, siempre que no sea 0.

Discutir la ecuación

Si queda x (a−3)=a−2x\,(a - 3) = a - 2:

  • Si a≠3a \neq 3: hay una solución, x=a−2a−3x = \dfrac{a - 2}{a - 3}.
  • Si a=3a = 3: queda 0x=10x = 1, sin solución.
  • Si en algún caso quedara 0x=00x = 0, habría infinitas soluciones.

Despejar en una fórmula

Las fórmulas de Física o de Geometría son ecuaciones literales. Despejar una letra es resolver la ecuación tomando esa letra como incógnita.

Puntos clave

  • Con fracciones dentro de un paréntesis, quita primero el paréntesis y después los denominadores.
  • En una ecuación literal, los parámetros se tratan como números.
  • Para despejar xx, saca factor común xx y divide entre su coeficiente, que no puede ser 0.
  • Discutir es estudiar aparte los valores del parámetro que anulan el coeficiente de xx.

Errores frecuentes

  • ErrorAl quitar el corchete, multiplicar el número de fuera por el numerador y también por el denominador: 3⋅x−12=3(x−1)63 \cdot \dfrac{x - 1}{2} = \dfrac{3(x - 1)}{6}.

    Cómo corregirloEl número solo multiplica al numerador: 3⋅x−12=3(x−1)23 \cdot \dfrac{x - 1}{2} = \dfrac{3(x - 1)}{2}.

  • ErrorDividir entre (a−3)(a - 3) sin pensar que podría ser 0.

    Cómo corregirloAntes de dividir, escribe la condición a≠3a \neq 3 y estudia aparte qué pasa si a=3a = 3.

  • ErrorAl despejar, dejar la xx en los dos miembros: x=a−2+3xax = \dfrac{a - 2 + 3x}{a}.

    Cómo corregirloReúne todos los términos con xx en un miembro y saca factor común antes de dividir.

Ejemplos resueltos

  1. Ejemplo 1. Fracciones dentro de un corchete numérico

    Resuelve 2[x+13−14]=x22\left[\dfrac{x + 1}{3} - \dfrac{1}{4}\right] = \dfrac{x}{2}.

    Resolución

    1. Quitamos el corchete: 2(x+1)3−24=x2\dfrac{2(x + 1)}{3} - \dfrac{2}{4} = \dfrac{x}{2}, es decir, 2(x+1)3−12=x2\dfrac{2(x + 1)}{3} - \dfrac{1}{2} = \dfrac{x}{2}
    2. m.c.m.(3,2)=6(3, 2) = 6: 4(x+1)−3=3x4(x + 1) - 3 = 3x
    3. 4x+4−3=3x⇒4x−3x=−1⇒x=−14x + 4 - 3 = 3x \Rightarrow 4x - 3x = -1 \Rightarrow x = -1

    Comprobación: 2[0−14]=−122\left[0 - \dfrac{1}{4}\right] = -\dfrac{1}{2} y −12=−12\dfrac{-1}{2} = -\dfrac{1}{2}. ✔

  2. Ejemplo 2. Una ecuación con un parámetro numérico (literal)

    Resuelve la ecuación ax+2=3x+aax + 2 = 3x + a, donde aa es un número. a) Despeja xx. b) ¿Cuál es la solución si a=5a = 5? c) ¿Qué ocurre si a=3a = 3?

    Resolución

    a) Términos con xx a la izquierda: ax−3x=a−2ax - 3x = a - 2 Factor común: x (a−3)=a−2x\,(a - 3) = a - 2 Si a≠3a \neq 3: x=a−2a−3x = \dfrac{a - 2}{a - 3}

    b) x=5−25−3=32x = \dfrac{5 - 2}{5 - 3} = \dfrac{3}{2}. Comprobación: 5⋅32+2=1925 \cdot \dfrac{3}{2} + 2 = \dfrac{19}{2} y 3⋅32+5=1923 \cdot \dfrac{3}{2} + 5 = \dfrac{19}{2}. ✔

    c) Con a=3a = 3 la ecuación es 3x+2=3x+33x + 2 = 3x + 3, que da 0x=10x = 1: no tiene solución. Por eso no se podía dividir entre a−3a - 3.

  3. Ejemplo 3. De grados Fahrenheit a Celsius situación real (despejar en una fórmula)

    En Estados Unidos la temperatura se mide en grados Fahrenheit. La relación con los grados Celsius es F=9C5+32F = \dfrac{9C}{5} + 32. a) Despeja CC. b) En un viaje a Nueva York, el termómetro marca 86 °F. ¿Cuántos grados Celsius son?

    Resolución

    a) Pasamos el 32: F−32=9C5F - 32 = \dfrac{9C}{5} Multiplicamos por 5: 5(F−32)=9C5(F - 32) = 9C Dividimos entre 9: C=5(F−32)9C = \dfrac{5(F - 32)}{9}

    b) C=5⋅(86−32)9=5⋅549=30C = \dfrac{5 \cdot (86 - 32)}{9} = \dfrac{5 \cdot 54}{9} = 30 °C.

Ejercicios

De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.

  1. 1. Fácil

    Resuelve 12(x−23)=x4+1\dfrac{1}{2}\left(x - \dfrac{2}{3}\right) = \dfrac{x}{4} + 1.

    Ver solución

    x=163x = \dfrac{16}{3}

    Paréntesis: x2−13=x4+1\dfrac{x}{2} - \dfrac{1}{3} = \dfrac{x}{4} + 1 m.c.m. 12: 6x−4=3x+12⇒3x=16⇒x=1636x - 4 = 3x + 12 \Rightarrow 3x = 16 \Rightarrow x = \dfrac{16}{3}

  2. 2. Media

    Resuelve 4[x−x+12]=x3+14\left[x - \dfrac{x + 1}{2}\right] = \dfrac{x}{3} + 1.

    Ver solución

    x=95x = \dfrac{9}{5}

    Corchete: 4x−2(x+1)=x3+1⇒2x−2=x3+14x - 2(x + 1) = \dfrac{x}{3} + 1 \Rightarrow 2x - 2 = \dfrac{x}{3} + 1 m.c.m. 3: 6x−6=x+3⇒5x=9⇒x=956x - 6 = x + 3 \Rightarrow 5x = 9 \Rightarrow x = \dfrac{9}{5}

  3. 3. Media

    Despeja xx e indica para qué valores del parámetro se puede hacer: a) ax+b=cax + b = c b) mx−4=2xmx - 4 = 2x c) a(x−1)=ba(x - 1) = b

    Ver solución

    a) x=c−bax = \dfrac{c - b}{a}, si a≠0a \neq 0. b) x=4m−2x = \dfrac{4}{m - 2}, si m≠2m \neq 2. c) x=a+bax = \dfrac{a + b}{a}, si a≠0a \neq 0.

    a) ax=c−b⇒x=c−baax = c - b \Rightarrow x = \dfrac{c - b}{a} (si a≠0a \neq 0) b) mx−2x=4⇒x (m−2)=4⇒x=4m−2mx - 2x = 4 \Rightarrow x\,(m - 2) = 4 \Rightarrow x = \dfrac{4}{m - 2} (si m≠2m \neq 2) c) ax−a=b⇒ax=a+b⇒x=a+baax - a = b \Rightarrow ax = a + b \Rightarrow x = \dfrac{a + b}{a} (si a≠0a \neq 0)

  4. 4. Difícil

    Dada la ecuación a(x−2)=3(x−a)a(x - 2) = 3(x - a): a) resuélvela para a=5a = 5; b) despeja xx en general; c) ¿para qué valor de aa no tiene solución?

    Ver solución

    a) x=−52x = -\dfrac{5}{2} b) x=a3−ax = \dfrac{a}{3 - a} c) a=3a = 3

    a) 5(x−2)=3(x−5)⇒5x−10=3x−15⇒2x=−5⇒x=−525(x - 2) = 3(x - 5) \Rightarrow 5x - 10 = 3x - 15 \Rightarrow 2x = -5 \Rightarrow x = -\dfrac{5}{2} b) ax−2a=3x−3a⇒ax−3x=2a−3a⇒x (a−3)=−a⇒x=−aa−3=a3−aax - 2a = 3x - 3a \Rightarrow ax - 3x = 2a - 3a \Rightarrow x\,(a - 3) = -a \Rightarrow x = \dfrac{-a}{a - 3} = \dfrac{a}{3 - a} (si a≠3a \neq 3). Con a=5a = 5: 5−2\dfrac{5}{-2}, como en a). ✔ c) Si a=3a = 3: 3x−6=3x−9⇒0x=−33x - 6 = 3x - 9 \Rightarrow 0x = -3: sin solución.

  5. 5. Difícil

    Resuelve ax−b=bx+aax - b = bx + a y discute: ¿qué pasa si a≠ba \neq b? ¿Y si a=b≠0a = b \neq 0? ¿Y si a=b=0a = b = 0?

    Ver solución

    Si a≠ba \neq b: x=a+ba−bx = \dfrac{a + b}{a - b}. Si a=b≠0a = b \neq 0: sin solución. Si a=b=0a = b = 0: infinitas soluciones.

    ax−bx=a+b⇒x (a−b)=a+bax - bx = a + b \Rightarrow x\,(a - b) = a + b

    • Si a≠ba \neq b: una solución, x=a+ba−bx = \dfrac{a + b}{a - b}.
    • Si a=b≠0a = b \neq 0: queda 0x=2a0x = 2a, con 2a≠02a \neq 0: sin solución.
    • Si a=b=0a = b = 0: queda 0x=00x = 0: infinitas soluciones.

Para practicar más

  1. 1. Fácil

    Resuelve 23(x+12)−x6=2\dfrac{2}{3}\left(x + \dfrac{1}{2}\right) - \dfrac{x}{6} = 2.

    Ver solución

    x=103x = \dfrac{10}{3}

    Paréntesis: 2x3+13−x6=2\dfrac{2x}{3} + \dfrac{1}{3} - \dfrac{x}{6} = 2 m.c.m. 6: 4x+2−x=12⇒3x=10⇒x=1034x + 2 - x = 12 \Rightarrow 3x = 10 \Rightarrow x = \dfrac{10}{3}

  2. 2. Media

    Resuelve 5[x−110+12]=x−35\left[\dfrac{x - 1}{10} + \dfrac{1}{2}\right] = x - 3 y comprueba la solución.

    Ver solución

    x=10x = 10

    Corchete: 5(x−1)10+52=x−3\dfrac{5(x - 1)}{10} + \dfrac{5}{2} = x - 3, es decir, x−12+52=x−3\dfrac{x - 1}{2} + \dfrac{5}{2} = x - 3 Por 2: x−1+5=2x−6⇒x+4=2x−6⇒x=10x - 1 + 5 = 2x - 6 \Rightarrow x + 4 = 2x - 6 \Rightarrow x = 10

    Comprobación: 5[910+510]=5⋅1410=75\left[\dfrac{9}{10} + \dfrac{5}{10}\right] = 5 \cdot \dfrac{14}{10} = 7 y 10−3=710 - 3 = 7. ✔

  3. 3. Media

    Despeja xx: a) 3x−a=x+5a3x - a = x + 5a b) bx+2=5−xbx + 2 = 5 - x (indica para qué valor de bb no se puede).

    Ver solución

    a) x=3ax = 3a b) x=3b+1x = \dfrac{3}{b + 1}, si b≠−1b \neq -1.

    a) 3x−x=5a+a⇒2x=6a⇒x=3a3x - x = 5a + a \Rightarrow 2x = 6a \Rightarrow x = 3a b) bx+x=5−2⇒x (b+1)=3⇒x=3b+1bx + x = 5 - 2 \Rightarrow x\,(b + 1) = 3 \Rightarrow x = \dfrac{3}{b + 1}, si b≠−1b \neq -1 (con b=−1b = -1 queda 0x=30x = 3, sin solución).

  4. 4. Media

    a) Despeja tt en la fórmula de la velocidad v=v0+a⋅tv = v_0 + a \cdot t. b) Despeja la base menor bb en el área del trapecio A=(B+b)⋅h2A = \dfrac{(B + b) \cdot h}{2}. c) Un parterre de una plaza de Madrid tiene forma de trapecio, 60 m² de área, 8 m de altura y 9 m de base mayor. ¿Cuánto mide la base menor?

    Ver solución

    a) t=v−v0at = \dfrac{v - v_0}{a} b) b=2Ah−Bb = \dfrac{2A}{h} - B c) 6 m

    a) v−v0=a⋅t⇒t=v−v0av - v_0 = a \cdot t \Rightarrow t = \dfrac{v - v_0}{a} (si a≠0a \neq 0) b) 2A=(B+b)⋅h⇒2Ah=B+b⇒b=2Ah−B2A = (B + b) \cdot h \Rightarrow \dfrac{2A}{h} = B + b \Rightarrow b = \dfrac{2A}{h} - B c) b=2⋅608−9=15−9=6b = \dfrac{2 \cdot 60}{8} - 9 = 15 - 9 = 6 m. Comprobación: (9+6)⋅82=60\dfrac{(9 + 6) \cdot 8}{2} = 60 m². ✔

  5. 5. Difícil

    Dada la ecuación m(x+1)=2x+3m(x + 1) = 2x + 3: a) resuélvela para m=4m = 4; b) ¿para qué valor de mm no tiene solución?; c) ¿para qué valor de mm la solución es x=0x = 0?

    Ver solución

    a) x=−12x = -\dfrac{1}{2} b) m=2m = 2 c) m=3m = 3

    En general: mx+m=2x+3⇒mx−2x=3−m⇒x (m−2)=3−mmx + m = 2x + 3 \Rightarrow mx - 2x = 3 - m \Rightarrow x\,(m - 2) = 3 - m a) m=4m = 4: 2x=−1⇒x=−122x = -1 \Rightarrow x = -\dfrac{1}{2} b) m=2m = 2: 0x=10x = 1, sin solución. c) x=0x = 0 cuando 3−m=03 - m = 0, es decir, m=3m = 3. Comprobación: 3(0+1)=33(0 + 1) = 3 y 2⋅0+3=32 \cdot 0 + 3 = 3. ✔

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