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4.4. Soluciones para todos: sistemas de inecuaciones con una incógnita

Diccionario

Estrellas Michelin

Muñeco Michelin y el Chef Artur Martínez recogiendo una estrella Michelin.
Definición

La empresa Michelin concede un reconocimiento a los restaurantes. Un restaurante puede tener hasta tres estrellas Michelin.

Ejemplo

Este restaurante tiene tres estrellas Michelin. 

Metre

Camarero trabajando en la hostelería.
Definición

Camarero especializado en organizar un restaurante.

Ejemplo

El metre se encargó de que la cena fuera un éxito.  

Prestigio

Cinco estrellas. Dedo marcando las cinco estrellas.
Definición

Opinión buena sobre una persona o una cosa.

Ejemplo

Este hotel de cinco estrellas tiene mucho prestigio.  

Redondeando

Etiquetas de precio. El precio 19,99 euros se redondea a 20 euros.
Definición

Reducir el número manteniendo un valor parecido. El resultado es menos exacto, pero más fácil de usar.

Ejemplo

28 redondeado a la decena más cercana es 30 porque 28 está más cerca de 30 que de 20.

Piñonate está absolutamente en eBULLIción.

Sólo piensa en inecuaciones y en tener estrellas Michelin.

¡Cada día ve más cerca su sueño de ser un repostero de prestigio!

La imagen muestra a un cocinero con estrellas michelín

Ha comprendido estupendamente cómo resolver inecuaciones, tanto gráfica como algebraicamente.

Pero… ahora toca aprender cómo resolver sistemas de inecuaciones. ¡Tiembla, Piñonate!

Pero Piñonate no tiene por qué preocuparse. Como siempre, Numeria se lo va a explicar todo muy muy clarito.

Muñeco Michelin y el Chef Artur Martínez recogiendo una estrella Michelin. Definición

La empresa Michelin concede un reconocimiento a los restaurantes. Un restaurante puede tener hasta tres estrellas Michelin.

Ejemplo

Este restaurante tiene tres estrellas Michelin. 

Cinco estrellas. Dedo marcando las cinco estrellas. Definición

Opinión buena sobre una persona o una cosa.

Ejemplo

Este hotel de cinco estrellas tiene mucho prestigio.  

Lectura facilitada

Piñonate está emocionado con los contenidos matemáticos aprendidos. 

Piñonate sólo piensa en inecuaciones.

Piñonate quiere que su negocio tenga estrellas Michelin.

Un establecimiento tiene estrellas Michelin 

cuando tiene una cocina excepcional. 

Piñonate ha comprendido muy bien cómo resolver inecuaciones. 

Piñonate resuelve inecuaciones con una gráfica.

Piñonate resuelve inecuaciones algebraicamente. 

Numeria explica a Piñonate los sistemas de inecuaciones. 

Muñeco Michelin y el Chef Artur Martínez recogiendo una estrella Michelin. Definición

La empresa Michelin concede un reconocimiento a los restaurantes. Un restaurante puede tener hasta tres estrellas Michelin.

Ejemplo

Este restaurante tiene tres estrellas Michelin. 

1. Acordar significa buscar soluciones para todos

Mira Piñonate, dice Numeria, es el momento de resolver sistemas de inecuaciones con 1 incógnita.

NumeriaPodría ser algo así:

\( \left \{
\begin{aligned} 5x\ -\ 8 \ & >\ 6  \\ -4\ -\ x\ & \le\ -2 \end{aligned}
\right .
 \)

¿Difícil? Nada de eso. Mira, mejor te lo explico volviendo a la boda de tu amigo el señor Molla. ¿Te acuerdas, verdad?

Nos viene muy bien, porque hará una semana te han vuelto a encargar molletes para una boda de 250 invitados. ¿Cuál es el problema? Pues que sabes que horneaste 500 molletes para la boda de tu amigo el señor Molla, pero no sabes cuántos invitados hubo.

La imagen muestra a una persona hablando por teléfono Hará un par de días que llamaste a Euleriano, un antiguo amigo tuyo que fue el metre de aquella celebración, a ver si te aclaraba algo. 

Te respondió lo siguiente:

«No recuerdo el número de invitados. Sí sé que fue una boda multitudinaria. 

Había cinco salas, no todas iguales en tamaño.

Yo estimo que \(\mathit{\frac{3}{5}}\) partes de los invitados sobrepasaban los 600, pero que \(\mathit{\frac{4}{5}}\) partes no llegarían a 900».

Y dicho esto, colgó el teléfono. 

¿Y esto es un amigo?

La imagen muestra un letrero en el que se lee AMIGO

Te dejó más liado de lo que estabas. Recuerdo que dijiste:

"Este Euleriano, o es un fantasma…

La imagen muestra un fantasma

…o es un matemático frustrado".

La imagen muestra a Euler

No sufras, Piñonate. Yo, Numeria, voy nuevamente a resolverte la vida. ¡Sabrás cuántos molletes tienes que hacer para 250 invitados!

Volviendo a lo que te dijo tu amigo Euleriano. Escribámoslo en lenguaje algebraico.

«Yo estimo que \(\mathit{\frac{3}{5}}\) partes de los invitados sobrepasaban los \(\mathit {600}\)».

Podríamos escribirlo así:

\( \Large\frac{3}{5}\normalsize x\ >\ 600 \), siendo \(x\) el número de invitados.

«…pero que \(\mathit{\frac{4}{5}}\) partes no llegarían a 900».

Podríamos traducirlo al álgebra como:

\(\Large\frac{4}{5}\normalsize x\ <\ 900 \)

Pues ya tenemos nuestro sistema de inecuaciones:

\( \Large\frac{3}{5}\normalsize x\ >\ 600\)

\( \Large\frac{4}{5}\normalsize x\ <\ 900 \)

¿Cómo lo resolvemos? Fácil. Hagámoslo, como siempre, por pasos.

Paso 1. Resolvemos la primera inecuación

\(\Large \frac {3}{5} \normalsize x\ >\ 600\ \ \ \ \to\ \ \ \ 3x\ >\ 5\ \cdot\ 600\ \ \ \ \to\ \ \ \ 3x\ >\ 3000\ \ \ \ \to \ \ \ \ x \ >\ \Large \frac{3000}{3}\)

\(x\ >\ 1000\)

Es decir, que según la primera inecuación el número de invitados \( (x) \) era mayor de \(1000\).

En forma de intervalo quedaría: \( x\ \in (1000,+\infty) \)

Y gráficamente:

La imagen muestra la representación del enunciado

Paso 2. Resolvemos la segunda inecuación

\(\Large\frac{4}{5}\normalsize x\ <\ 900 \ \ \ \ \to \ \ \ \ 4x\ <\ 4500\ \ \ \ \to \ \ \ \ x\ <\ \Large\frac{4500}{4} \)

\(x\ <\ 1125 \)

Es decir, que la segunda inecuación nos dice que el número de invitados \( (x) \) era menor de 1125.

En forma de intervalo quedaría: \( x\ \in\ (-\infty,1125) \)

Y gráficamente:

La imagen muestra la representación del enunciado.

Paso 3. Damos solución al sistema

Para ello recuerda que: un valor es solución de un sistema de ecuaciones cuando es solución de todas y cada una de las ecuaciones del sistema.

Pues lo mismo ocurre con los sistemas de inecuaciones. Debemos encontrar el valor, o los valores, que son solución de todas las inecuaciones. 

Y esto se ve muy bien gráficamente. Si ponemos ambas soluciones juntas…

La imagen muestra la representación de las dos ecuaciones

¿Veis cuáles son las partes de ambas soluciones que coinciden?

Claro que sí: 

Los puntos que están entre 1000 y 1125 son solución de las dos inecuaciones. Por tanto, nuestra solución del sistema es:

En forma de intervalo: \( x\ \in\ (1000,1125) \)

Y gráficamente: 

La imagen muestra el intervalo solución

Paso 4. Razonamos y obtenemos conclusiones

Como estamos resolviendo un problema (te recuerdo que estamos intentando saber cuántos invitados hubo en la boda del señor Molla), hemos de sacar conclusiones de los resultados obtenidos.

Sabemos que \( x\ \in \ (1000,1125) \), lo que quiere decir que en la boda hubo más de 1000 personas invitadas, pero menos de 1125.

¡Menudo fiestón!

La imagen muestra una mano haciendo corazón en una fiesta

Realmente no podemos saber la cantidad exacta, pero podemos quedarnos con la media de ambas cantidades (parece lógico, ¿verdad?).

\frac{1000+1125}{2} \simeq\ 1063\ invitados.

Ahora sólo queda calcular los molletes necesarios para una celebración con 250 invitados. Lo hacemos así:

\frac{500}{1063}\ =\ \frac{x}{250}\ \ \ \ \to\ \ \ \ x\ =\ \frac{500\ \cdot\ 250}{1063}\ \ \ \ \to\ \ \ \ x\ =\ 117,59\  molletes

Es decir, redondeando: necesitamos 120 molletes para la boda de 250 invitados.

Etiquetas de precio. El precio 19,99 euros se redondea a 20 euros. Definición

Reducir el número manteniendo un valor parecido. El resultado es menos exacto, pero más fácil de usar.

Ejemplo

28 redondeado a la decena más cercana es 30 porque 28 está más cerca de 30 que de 20.

Camarero trabajando en la hostelería. Definición

Camarero especializado en organizar un restaurante.

Ejemplo

El metre se encargó de que la cena fuera un éxito.  

Lectura facilitada

Numeria enseña a Piñonate a resolver sistemas de inecuaciones 

con una incógnita. 

Ejemplo.


\begin{aligned} 5x\ -\ 8 \ & >\ 6  \\ -4\ -\ x\ & \le\ -2 \end{aligned}

Piñonate, ¿recuerdas la boda de tu amigo el señor Molla?

Ahora te han encargado hacer molletes para una boda.

A la boda asisten 250 invitados.

Horneaste 500 molletes para la boda de tu amigo el señor Molla. 

Pero no sabes cuántos invitados había en la boda. 

Llamas a Euleriano que fue el metre de la boda. 

Euleriano te informa de la boda.

  • A la boda asisten una gran cantidad de personas.
  • Había cinco salas.
  • Cada sala de distinto tamaño.
  • \(\Large\frac{3}{5}\) partes de los invitados sobrepasaban los 600. 
  • \(\Large\frac{4}{5}\) partes no llegaban a 900.

Numeria ayuda a Piñonate a resolver el problema.

Piñonate debe averiguar cuántos molletes 

tiene que hacer para 250 invitados. 

Escribe en lenguaje algebraico los datos que ha dado Euleriano. 

  • \(\Large\frac{3}{5}\) partes de los invitados sobrepasaban los 600.
    \(\Large\frac{3}{5}\normalsize x\ >\ 600\)

         \(x\) el número de invitados.

  • \(\Large\frac{4}{5}\) partes no llegaban a 900.
     \(\Large\frac{4}{5}\normalsize x\ <\ 900\)

Ya tienes el sistema de inecuaciones:


\begin{aligned}\frac{3}{5} \normalsize x\ &>\ 600\\ \frac{4}{5}\normalsize x\ &<\ 900\end{aligned}

Resuelve el sistema de inecuaciones siguiendo los pasos.

Paso 1. Resuelve la primera inecuación

  • \(\Large \frac {3}{5} \normalsize x\ >\ 600\)
  • \(3x\ >\ 5\ \cdot\ 600\)
  • \( 3x\ >\ 3000\)
  • \( x \ >\ \Large \frac{3000}{3}\)
  • La solución es \(x\ >\ 1000\).

En la primera inecuación el número de invitados \( (x) \) era mayor de \(1000\).

  • Solución en forma de intervalo:
    \( x\ \in (1000,+\infty) \)
  • Solución representada con una gráfica:

La imagen muestra la representación del enunciado

Paso 2. Resuelve la segunda inecuación

  • \(\Large\frac{4}{5}\normalsize x\ <\ 900 \)
  • \( 4x\ <\ 4500\)
  • \( x\ <\ \Large\frac{4500}{4} \)
  • La solución es \(x\ <\ 1125 \).

En la segunda inecuación el número de invitados \( (x) \) era menor de 1125.

  • Solución en forma de intervalo:
    \( x\ \in\ (-\infty,1125) \)
  • Solución representada con una gráfica:

La imagen muestra la representación del enunciado.

Paso 3. Da la solución al sistema de inecuaciones

Recuerda: un valor es solución de un sistema de ecuaciones 

cuando es solución de todas

y cada una de las ecuaciones del sistema.

En las inecuaciones encuentra el valor o los valores 

que son solución de todas las inecuaciones. 

Observa la gráfica.

Pon las dos soluciones juntas.

La imagen muestra la representación de las dos ecuaciones

¿Ves las partes de las dos soluciones que coinciden?

Los puntos que están entre 1000 y 1125 

son soluciones de las dos inecuaciones. 

  • Solución del sistema en forma de intervalo:  
            \( x\ \in\ (1000,1125) \)
  • Solución del sistema representada con una gráfica:

La imagen muestra el intervalo solución

Paso 4. Razona y explica las conclusiones

Recuerda

Quieres saber cuántos invitados asistieron a la boda del señor Molla.

Saca conclusiones de los resultados.

Sabes que \( x\ \in \ (1000,1125) \).

En la boda había más de 1000 personas invitadas. 

En la boda había menos de 1125 personas invitadas. 

No puedes saber la cantidad exacta de personas invitadas.

Puedes calcular la media de las dos cantidades. 

La media la calculas sumando los datos.

Divide el resultado entre el número total de datos. 

\frac{1000+1125}{2} \simeq\ 1063\ invitados.

Calcula los molletes necesarios para 250 invitados:

  • \(\Large\frac{500}{1063}\normalsize\ =\ \Large\frac{x}{250}\)
  • \( x\ =\ \Large\frac{500\ \cdot\ 250}{1063}\)
  • \( x\ =\ 117,59\  molletes \)
  • Redondea 117,59 molletes.
  • Necesitas 120 molletes para la boda de 250 invitados. 
Etiquetas de precio. El precio 19,99 euros se redondea a 20 euros. Definición

Reducir el número manteniendo un valor parecido. El resultado es menos exacto, pero más fácil de usar.

Ejemplo

28 redondeado a la decena más cercana es 30 porque 28 está más cerca de 30 que de 20.

2. Todos conformes

Es tu momento. ¿Has comprendido cómo resolver sistemas de inecuaciones con 1 incógnita? Compruébalo con las siguientes actividades.

Opción A: Con Geogebra lo veo más claro

Resuelve gráficamente los siguientes sistemas con el uso de esta aplicación de Geogebra. No tengas miedo, es muy fácil de utilizar, ve probando y enseguida te familiarizarás con su manejo.

Una vez hayas resuelto el sistema con ayuda de Geogebra debes escribir su solución en forma de intervalo, que puedes comprobar más abajo.

Estos son los sistemas a resolver:

a.

\(\left \{
\begin{aligned} x\ -\ 4\ &<\ 6 \\ x\ +\ 1\ & \ge\ -3\end{aligned}
\right . \)

b.

\(\left \{
\begin{aligned} 7x\ +\ 6\ &\le\ 0 \\ 3x\ +\ 2\ & >\ 17\end{aligned}
\right . \)

c.

\(\left \{
\begin{aligned} 6x\ +\ 2\ -\ 9x\ &<\ -3(2x\ +\ 1) \\ 4(x\ -\ 3)\ &\ge \ 6x\end{aligned}
\right . \)

Y este es el enlace en el que has de pulsar para entrar en Geogebra: Sistema de inecuaciones - Geogebra

Soluciones

a. \([-4,\ 10)\)

b.  Sistema sin solución

c. \((-\infty,\ -6]\)

Opción B: Soluciones de dos formas

Trabaja en tu cuaderno y resuelve cada uno de estos sistemas. Da las soluciones en forma de intervalo y gráficamente.

Lumen dice... ¿Necesitas ayuda?

Recuerda los pasos para resolver un sistema.

1.- Resolvemos la primera inecuación (dando la solución en forma de intervalo y gráficamente).

2.- Resolvemos la segunda inecuación (dando la solución en forma de intervalo y gráficamente).

3.- Resolvemos el sistema. Para ello observamos en las soluciones gráficas de ambas inecuaciones cuáles son las soluciones comunes.

a.

\(\left \{
\begin{aligned}4(x\ -\ 3)\ &\ge\ 6x \\ 6x\ +\ 2\ -\ 9x\ &<\ -3(2x\ +\ 1)\end{aligned}
\right . \)

c.

\(
\left \{
\begin{aligned}8x\ +\ 2 \ & \ge\ 3(x\ +\ 9) \\ 4(x\ -\ 3) \ & \ge\ 6x \end{aligned}
\right . \)

b.

\(\left \{
\begin{aligned}x\ -\ 4\ & <\ 6 \\ x\ +\ 1\ & \ge\ -3 \end{aligned}
\right . \)

d.

\(\left \{
\begin{aligned}x\ +\ 3\ & <\ 7 \\ x\ -\ 1\ & \ge\ 0 \end{aligned}
\right . \)

Solución a

Intervalo solución: \( x\ \in\ [-4,\ 10) \)

Solución gráfica:

La imagen muestra la solución gráfica del apartado b.

Solución b

 Intervalo solución: \( x\ \in\ (-\infty,\ -6] \)

Solución gráfica:

La imagen muestra la solución gráfica del apartado C

Solución c

Sistema sin solución.

Solución d

Intervalo solución: \(x\ \in\ [1,\ 4)\)

Solución gráfica:

La imagen muestra la solución gráfica del ejercicio

Opción C: Dame la gráfica que yo te devuelvo un intervalo

Indica en forma de intervalo cuáles son las soluciones de los siguientes sistemas cuyas ecuaciones se han resuelto gráficamente.

a.

La imagen muestra el planteamiento gráfico del problema

b.

La imagen muestra el planteamiento del problema 2

c.

La imagen muestra el planteamiento gráfico del problema 3

Solución a

\(x\ \in\ [2,\ 10)\)

Solución b

\(x\ =\ -6\)

Solución c

\(x\ \in\ [-6,0]\)

Opción D: Mi propio sistema

Trabaja en tu cuaderno.

  1. Inventa un sistema que tenga por solución: \( x\ \in\ (-1,\ 5]\).
  2. Intercambia tu sistema con el de otros compañeros o compañeras. 
  3. Comprueba que efectivamente tienen por solución el intervalo dado.
  4. Felicítales si lo han hecho bien. Si no, indícales dónde han fallado para que puedan corregirlo.

Motus dice ¿Has tenido un diálogo interno para resolver estas actividades?

No, no es raro. Es muy frecuente que cuando las personas están trabajando hablen en silencio con ellas mismas. Es una forma de comprender mejor lo que hacemos y de buscar soluciones a las tareas o actividades.

De hecho, te aconsejo que lo hagas con mucha frecuencia porque te ayudará a:

  • Recordar algunos pasos que necesites para realizar la actividad.
  • Hacerte preguntas para entender mejor la información.
  • Animarte a terminar la actividad, mantener la concentración...
  • Saber cómo te sientes ante la actividad.

Practica el diálogo interno y aprenderás mejor.