Actividad final

Resolución de problemas 3x3

Esta actividad te permitirá revisar los contenidos aprendidos en este objeto de aprendizaje a través de la modelación y resolución de situaciones problemáticas que conducen a sistemas de ecuaciones lineales de orden 2x2 o 3x3.

Actividad final

Revisa los siguientes problemas y realiza lo que se te solicita en cada uno de ellos.

Este problema se plantea con un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas, es decir, es un sistema de 2x2. Para resolverlo deberás revisar cada uno de los pasos.

PROBLEMA

Se necesitan 20 litros de una solución ácida al 20%. Para ello tienes recipientes de solución al 10% y solución al 25%. ¿Cuántos litros de cada uno debes combinar para obtener la solución necesaria?

Paso 1. Comprender el problema

Para resolver este problema te proporcionamos como ayuda este primer paso, revísalo:

Se te pide encontrar cuántos litros de la solución ácida al 10% y cuántos litros de la solución al 25% debes combinar para obtener 20 litros de solución ácida al 20%.

Datos Incógnitas

• Se necesitan 20 litros de solución ácida al 20%.

• Sea $x$ el total de litros de solución al 10%.

• Sea $y$ el total de litros de solución al 25%.

Paso 2. Elaborar un plan
  1. Para elaborar el plan debes plantear las relaciones algebraicas. A continuación, se te presentan algunas opciones de relaciones algebraicas. Elige cuál de los siguientes sistemas de 2x2 corresponde al planteamiento de este problema.

    • $$0.10x+0.25y=20(0.20)$$ $$x+y=0.20$$
    • $$0.25x+0.10y=20$$ $$x+y=0.20$$
    • $$0.10x+0.25y=20(0.20)$$ $$x+y=20$$
    • $$0.10x+0.25y=20$$ $$x+y=20$$

    Se te pide cuántos litros de la solución ácida al 10% y cuántos litros de la solución al 25% debes combinar para obtener 20 litros de solución ácida al 20%. $${\color{Red} {0.10x+0.25y=20(0.20)}}$$

    En total debes hacer una mezcla de 20 litros con ambas soluciones. $${\color{Red} {x+y=20}}$$

 

Paso 3. Ejecutar el plan

Ahora que ya sabes cual el sistema de 2x2 que plantea las relaciones algebraicas del problema, resuélvelo en tu cuaderno. Ejecuta el plan utilizando alguno de los métodos (igualación, sustitución y suma o resta).

Paso 4. Hacer la verificación

Ahora verifica que los resultados que obtuviste cumplan con las condiciones del problema.

Escribe en los espacios solicitados las respuestas. Al finalizar da clic en Verificar para recibir retroalimentación.

Debes completar el ejercicio para recibir retroalimentación.

Solución al problema:

Se necesitan
$6.666$ o
$\frac{20}{3}$
litros de la solución al 10% y
$13.333$ o
$\frac{40}{3}$
litros de la solución al 25%
Se deberán mezclar
$\frac{20}{3}$
litros de la solución al 10% porque
$($
$)$$=$
$0.10\left(\frac{20}{3}\right)=\frac{2}{3}$
Y se deberán mezclar
$\frac{40}{3}$
litros de la solución al 25% porque
$($
$)$$=$
$0.25\left(\frac{40}{3}\right)=\frac{10}{3}$
La suma de estas cantidades
+
=
=
$\frac{2}{3}+\frac{10}{3}=\frac{12}{3}=4$ nos dan los 20 litros al 20%, porque
$20(0.20)$ =
$4$

Da clic en el método que hayas elegido para verificar el paso 3 y 4, o bien, para conocer el procedimiento de los otros.

El planteamiento de este problema (tomado de Bloque de Álgebra 2º Bachillerato CNS) se soluciona con un sistema de tres ecuaciones lineales con tres incógnitas, es decir, es un sistema de 3x3, revísalo:

PROBLEMA

Algunas familias se reúnen para ir de excursión. En total fueron 20 personas, entre hombres, mujeres y niños. Contando hombres y mujeres juntos, su número resulta ser el triple del número de niños. Además, si hubiera acudido una mujer más, su número igualaría al de los hombres. ¿Cuántos hombres, mujeres y niños fueron a la excursión?

Paso 1. Comprender el problema

Para resolver este problema te proporcionamos como ayuda el paso 1, revísalo:

Se te pide encontrar cuántos hombres, mujeres y niños fueron a la excursión.

Datos Incógnitas

• El total de personas que acudieron a la excursión fueron 20.

• El número de hombres y mujeres juntos es el triple del número de niños.

• Si hubiera acudido una mujer más, su número igualaría al de los hombres.

• Sea $m$ el total de mujeres.

• Sea $h$ el total de hombres.

• Sea $n$ el total de niños.

Paso 2. Elaborar un plan
  1. Para elaborar el plan debes plantear las relaciones algebraicas. A continuación se te presentan algunas opciones de relaciones algebraicas. Elige cuál de los siguientes sistemas de 3x3 corresponde al planteamiento de este problema.

    • $$h+m+n=20$$ $$h+m=3+n$$ $$h=m+1$$
    • $$h+m+n=20$$ $$h+m=3n$$ $$h=m+1$$
    • $$h+m+n=20$$ $$h+m=3n$$ $$h=m-1$$
    • $$h+m+n=20$$ $$h+m=3+n$$ $$h=m-1$$

    El total de personas que acudieron a la excursión fueron 20, entre hombres, mujeres y niños. $${\color{Red} {h+m+n=20}}$$

    Si cuentas a los hombres y a las mujeres resulta ser el triple del total de niños. $${\color{Red} {h+m=3n}}$$

    Si hubiera acudido una mujer más, su número igualaría al de los hombres. $${\color{Red} {h=m+1}}$$

 

Paso 3. Ejecutar el plan

Ahora que ya sabes cual el sistema de 3x3 que plantea las relaciones algebraicas del problema, resuélvelo en tu cuaderno, para ello deberás hacer el Paso 3. Ejecutar el Plan utilizando el método de sustitución y el Paso 4. Hacer la verificación.

Paso 4. Hacer la verificación

Ahora proporciona la solución del problema. Al terminar da clic en Verificar para verificar tu respuesta.

A la excursión fueron
8 hombres,
7 mujeres y
5 niños.

Revisa el documento de Retroalimentación para verificar el paso 3 y 4.

Este problema se plantea con un sistema de tres ecuaciones lineales con tres incógnitas, es decir, es un sistema de 3x3, revisa cada paso para resolverlo:

PROBLEMA

Una granja avícola incluye en la dieta de sus aves tres tipos de vitaminas: B, C y D; esto con el fin de evitar enfermedades, además de tener un desarrollo más rápido en las aves.

En un mes compraron 20 cajas de vitamina B, 40 cajas de vitamina C y 50 cajas de vitamina D, por las cuales pagaron 16,700. Al mes siguiente compraron 30 cajas de vitamina B, 20 cajas de vitamina C y 50 cajas de vitamina D; en esta ocasión pagaron 14,900. Un mes después compraron 40 cajas de vitamina B, 10 cajas de vitamina C y 70 cajas de vitamina D, por las que pagaron 17,040. Si el precio por caja no ha variado en todo este tiempo, ¿qué precio tiene cada caja de vitaminas?

Paso 1. Comprender el problema

Para resolver este problema te proporcionamos como ayuda el paso 1, revísalo:

Se te pide encontrar el precio de la caja de vitamina B, de vitamina C y de vitamina D.

Datos Incógnitas

• Primer mes: compraron 20 cajas de vitamina B, 40 cajas de vitamina C y 50 cajas de vitamina D y por ellas pagaron $16,700.

• Segundo mes: compraron 30 cajas de vitamina B, 20 cajas de vitamina C y 50 cajas de vitamina D; en esta ocasión pagaron $14,900.

• Tercer mes: compraron 40 cajas de vitamina B, 10 cajas de vitamina C y 70 cajas de vitamina D, por las que pagaron $17,040.

• El precio por caja no ha variado en todo este tiempo.

• Sea $B$ el precio por la caja de vitamina B.

• Sea $C$ el precio por la caja de vitamina C.

• Sea $D$ el precio por la caja de vitamina D.

Ahora resuelve el problema en tu cuaderno. Realiza el paso 2, en donde plantearás las relaciones algebraicas, una vez encontrado el sistema de 3x3, resuélvelo utilizando el método de triangulación; resuelve el paso 3 que corresponde a ejecutar el plan y, finalmente, el paso 4 que es la verificación del problema. Una vez que termines, escribe la solución al problema en los espacios correspondientes y al finalizar da clic en Verificar para recibir retroalimentación.

Para la dieta de las aves la caja de vitamina B costó
200, la caja de vitamina C costó
190 y la caja de vitamina D costó
102
Paso 2. Elaborar un plan

Plantear las relaciones algebraicas.

En un mes compraron 20 cajas de vitamina B, 40 cajas de vitamina C y 50 cajas de vitamina D, y por ellas pagaron 70,000. $$20B+40C+50D=16,700$$

Al mes siguiente compraron 30 cajas de vitamina B, 20 cajas de vitamina C y 50 cajas de vitamina D; en esta ocasión pagaron 51,520. $$30B+20C+50D=14,900$$

Un mes después compraron 40 cajas de vitamina B, 10 cajas de vitamina C y 70 cajas de vitamina D, por las que pagaron 17,040 $$40B+10C+70D=17,040$$

Paso 3. Ejecutar el plan

Una vez encontradas las tres ecuaciones lineales con tres incógnitas, se procede a la solución del sistema:

$20B+40C+50D=16,700$      Ec. 1

$30B+20C+50D=14,900$      Ec. 2

$40B+10C+70D=17,040$      Ec. 3

Éste se resolverá por el método de triangulación.

Debido a que la primera ecuación está ordenada y tiene las tres incógnitas, procede ahora para que la segunda ecuación tenga dos incógnitas.

3 Ec. 1

$$60B+120C+150D=50,100$$

Restar 2 Ec. 2

$$-60B-40C-100D=-29,800$$

Resultado

$$80C+50D=20,300$$

Sistema equivalente al original:

$20B+40C+50D=16,700$     Ec. 1

Ec. 2’ = 3 Ec. 1 - 2 Ec. 2

$80C+50D=20,300$     Ec. 2’

$40B+10C+70D=17,040$     Ec. 3

Haz que la tercera ecuación tenga una incógnita:

2 Ec. 1

$$40B+800C+100D=33,400$$

Restar Ec. 3

$$-40B-10C-70D=-17,040$$

Resultado

$$70C+30D=16,360$$

Sistema equivalente al original:

$20B+40C+50D=16,700$     Ec. 1

$80C+50D=20,300$     Ec. 2’

Ec. 3 = 3 Ec. 1 - 2 Ec. 3

$70C+30D=16,360$     Ec. 3’

7 Ec. 2’

$$560C+350D=142,100$$

Restar 8 Ec. 3

$$-560C-240D=-130,880$$

Resultado

$$110D=11,220$$

Dividir entre 110

$$\frac{110D}{110}=\frac{11,220}{110}$$

Resultado

$$D=102$$

Sistema equivalente al original:

$20B+40C+50D=16,700$     Ec. 1

$80C+50D=20,300$     Ec. 2’

Ec. 3 = 7 Ec. 1 - 8 Ec. 3

$D=102$     Ec. 3

Como ya tienes el valor de una incógnita $D=102$, sustituye este valor en la ecuación que tiene dos incógnitas, en este caso la ecuación Ec. 2’ para obtener el valor de la incógnita $C$.

Sustituye $D=102$ en la ecuación Ec. 2’

$$80C+50(102)=20,300$$

Realiza las operaciones:

$$80C+5100=20,300$$

Resta 5100 en ambos lados:

$$80C+5100-5100=20,300-5100$$

Simplifica:

$$80C=15,200$$

Divide entre 80 en ambos lados:

$$\frac{80C}{80}=\frac{15,200}{80}$$

Simplifica:

$$C=190$$

Con los valores de dos de las incógnitas $D=102$ y $C=190$, sustitúyelos en la ecuación Ec. 1

Sustituye $D=102$ y $C=190$ en la ecuación Ec. 1

$$20B+40(190)+50(102)=16,700$$

Realiza las operaciones:

$$20B+7600+5100=16,700$$

Simplifica:

$$20B+12,700=16,700$$

Resta $12,700$ en ambos lados:

$$20B+12,700-12,700=16,700-12,700$$

Simplifica:

$$20B=4000$$

Divide entre 20 en ambos lados:

$$\frac{20B}{20}=\frac{4000}{20}$$

Simplifica:

$$B=200$$

Has encontrado el valor de las tres incógnitas.

Paso 4. Hacer la verificación

En este paso debes verificar que los resultados que obtuviste cumplen con las condiciones del problema.

Solución al problema

Para la dieta de las aves la caja de vitamina B costó 200, la caja de vitamina C costó 190 y la caja de vitamina D costó 102

Primer mes

Se compararon

Por lo que se pagaron

20 cajas de vitamina B

$$20($200)=4000$$

40 cajas de vitamina C

$$40($190)=7600$$

50 cajas de vitamina D

$$50($102)=5100$$

Por lo que se gastó:

$$$16,700$$

Segundo mes

Se compararon

Por lo que se pagaron

30 cajas de vitamina B

$$30($200)=6000$$

20 cajas de vitamina C

$$20($190)=3800$$

50 cajas de vitamina D

$$50($102)=5100$$

Por lo que se gastó:

$$$14,900$$

Tercer mes

Se compararon

Por lo que se pagaron

40 cajas de vitamina B

$$40($200)=8000$$

10 cajas de vitamina C

$$10($190)=1900$$

70 cajas de vitamina D

$$70($102)=7140$$

Por lo que se gastó:

$$$17,040$$

Alumno: