Antes de empezar: Productos notables, factorización, ecuaciones cuadráticas y signos.
Al terminar: Construye ecuaciones e inecuaciones de área y distingue las soluciones algebraicas de las dimensiones posibles.
Primero define qué mide la incógnita
Si x es el ancho en centímetros y el largo mide d centímetros más, los lados son x y x+d. Su producto es el área A, expresada en centímetros cuadrados. Con d positivo, el dominio geométrico es . La ecuación no contiene por sí misma esa restricción: hay que escribirla y conservarla.
Resolver la ecuación y filtrar son pasos distintos
Para un área de 28 cm² y una diferencia de 3 cm, la ecuación es . Factoriza y usa el producto nulo. Las raíces son 4 y −7. Ambas satisfacen la ecuación; solo 4 sirve como ancho. La raíz negativa no surgió de una operación incorrecta: se descarta porque las dimensiones físicas deben ser positivas.
El marco crece por los dos lados
Al añadir un marco exterior de ancho t a un rectángulo de ancho w y alto h, cada dimensión crece 2t. El área exterior incluye lámina y marco. Si se pide solo el área del marco, resta wh. No confundas t con el aumento total de una dimensión. Exige ; si se requiere un marco de ancho positivo, usa .
De una medida exacta a un intervalo permitido
Un área mínima y una máxima generan dos desigualdades que deben cumplirse simultáneamente. Para y el producto x(x+d) crece cuando crece x: ambos factores aumentan y son positivos. También puedes factorizar cada diferencia y estudiar sus signos. Intersecta las respuestas con el dominio y decide si los extremos se incluyen.
Una comprobación completa
Sustituye en el producto original, verifica la diferencia entre lados y escribe las unidades. Si el resultado fuese irracional, conserva primero la raíz exacta; una aproximación prematura puede alterar la decisión cerca de una cota. En estos ejercicios se han elegido datos con soluciones racionales para concentrarnos en el modelo.
Ejemplos resueltos
Ejemplo resuelto 1
Un rectángulo tiene área 15 cm² y su largo mide 2 cm más que su ancho. Encuentra las dimensiones usando una ecuación cuadrática.
- Sea x el ancho, con . El largo es x+2; el producto debe valer 15.
- Al llevar todo a cero, la expresión se factoriza en (x−3)(x+5).
- Las raíces son 3 y −5. La segunda no puede ser una longitud.
- Comprueba diferencia 2 cm y producto 15 cm².
Ejemplo resuelto 2
Una lámina rectangular de 3 por 5 cm recibe un marco exterior de ancho uniforme t. El rectángulo exterior tiene área 35 cm². Encuentra t.
- Cada dimensión aumenta dos veces con .
- Desarrolla.
- El producto (t−1)(4t+20) es cero. Las raíces son 1 y −5.
- Solo es no negativo. El exterior mide 5 por 7 cm y su área es 35.
Ejemplo resuelto 3
Un rectángulo tiene ancho y largo x+2, en cm. Su área debe ser al menos 15 cm² y como máximo 35 cm². Encuentra todos los anchos reales permitidos.
- Para área mínima, factoriza la diferencia como .
- Para área máxima.
- En los factores x+5 y x+7 son positivos. Por tanto y .
- La intersección es [3, 5]; ambos extremos se incluyen porque las desigualdades no son estrictas.
Error frecuente: Aceptar una longitud negativa, confundir área con perímetro o aumentar solo t cada dimensión de un marco.
Explorador del modelo
El largo supera en 3 cm al ancho. Predice qué ancho produce un área de 28 cm² y compruébalo moviendo el control.
Ancho: 4 cm. Largo: 7 cm. Área: 28 cm².
Se alcanza el objetivo de 28 cm².
El dibujo conserva la escala de ambos lados. Se muestran anchos enteros de 1 a 10 cm para explorar, aunque el modelo geométrico admite cualquier ancho real positivo.
Ponlo a prueba: práctica progresiva
15 ejercicios en cinco niveles. Resuelve uno, explica tu procedimiento y avanza cuando puedas hacerlo sin consultar la solución.
La duración indicada en la cabecera corresponde a la explicación; puedes repartir esta práctica entre varias sesiones.
Nivel 1 · Reconocer
Ejercicio 1
Un rectángulo mide 4 cm de ancho y su largo supera al ancho en 3 cm. Calcula el área y escribe cómo se obtiene.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: 28 cm²
- El largo es 7 cm.
- Multiplica ancho por largo cm². Sumar los lados no calcula un área.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 2
Un rectángulo mide 5 cm de ancho y su largo supera al ancho en 4 cm. Calcula el área y escribe cómo se obtiene.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: 45 cm²
- El largo es 9 cm.
- Multiplica ancho por largo cm². Sumar los lados no calcula un área.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 3
Un rectángulo mide 6 cm de ancho y su largo supera al ancho en 5 cm. Calcula el área y escribe cómo se obtiene.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: 66 cm²
- El largo es 11 cm.
- Multiplica ancho por largo cm². Sumar los lados no calcula un área.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 2 · Aplicar el procedimiento
Ejercicio 4
Un rectángulo tiene área 28 cm² y su largo mide 3 cm más que su ancho. Encuentra las dimensiones usando una ecuación cuadrática.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Ancho 4 cm y largo 7 cm.
- Sea x el ancho, con . El largo es x+3; el producto debe valer 28.
- Al llevar todo a cero, la expresión se factoriza en (x−4)(x+7).
- Las raíces son 4 y −7. La segunda no puede ser una longitud.
- Comprueba diferencia 3 cm y producto 28 cm².
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 5
Un rectángulo tiene área 45 cm² y su largo mide 4 cm más que su ancho. Encuentra las dimensiones usando una ecuación cuadrática.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Ancho 5 cm y largo 9 cm.
- Sea x el ancho, con . El largo es x+4; el producto debe valer 45.
- Al llevar todo a cero, la expresión se factoriza en (x−5)(x+9).
- Las raíces son 5 y −9. La segunda no puede ser una longitud.
- Comprueba diferencia 4 cm y producto 45 cm².
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 6
Un rectángulo tiene área 66 cm² y su largo mide 5 cm más que su ancho. Encuentra las dimensiones usando una ecuación cuadrática.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Ancho 6 cm y largo 11 cm.
- Sea x el ancho, con . El largo es x+5; el producto debe valer 66.
- Al llevar todo a cero, la expresión se factoriza en (x−6)(x+11).
- Las raíces son 6 y −11. La segunda no puede ser una longitud.
- Comprueba diferencia 5 cm y producto 66 cm².
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 3 · Conectar operaciones
Ejercicio 7
Para un terreno rectangular de área el largo excede al ancho en 3 m. Al resolver aparecen los anchos 4 y −7. ¿Son ambos admisibles? Comprueba también la raíz negativa en la ecuación.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Solo el ancho 4 m es admisible.
- Con el otro factor es −4. El producto sí vale 28.
- La raíz negativa satisface la ecuación, pero viola y produce dos longitudes negativas.
- Con el largo es 7; ambas longitudes son positivas y el área coincide. No es una raíz espuria algebraica: es inadmisible en el contexto.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 8
Para un terreno rectangular de área el largo excede al ancho en 4 m. Al resolver aparecen los anchos 5 y −9. ¿Son ambos admisibles? Comprueba también la raíz negativa en la ecuación.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Solo el ancho 5 m es admisible.
- Con el otro factor es −5. El producto sí vale 45.
- La raíz negativa satisface la ecuación, pero viola y produce dos longitudes negativas.
- Con el largo es 9; ambas longitudes son positivas y el área coincide. No es una raíz espuria algebraica: es inadmisible en el contexto.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 9
Para un terreno rectangular de área el largo excede al ancho en 5 m. Al resolver aparecen los anchos 6 y −11. ¿Son ambos admisibles? Comprueba también la raíz negativa en la ecuación.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: Solo el ancho 6 m es admisible.
- Con el otro factor es −6. El producto sí vale 66.
- La raíz negativa satisface la ecuación, pero viola y produce dos longitudes negativas.
- Con el largo es 11; ambas longitudes son positivas y el área coincide. No es una raíz espuria algebraica: es inadmisible en el contexto.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 4 · Resolver una situación
Ejercicio 10
Una lámina rectangular de 4 por 6 cm recibe un marco exterior de ancho uniforme t. El rectángulo exterior tiene área 80 cm². Encuentra t.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: 2 cm
- Cada dimensión aumenta dos veces con .
- Desarrolla.
- El producto (t−2)(4t+28) es cero. Las raíces son 2 y −7.
- Solo es no negativo. El exterior mide 8 por 10 cm y su área es 80.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 11
Una lámina rectangular de 5 por 7 cm recibe un marco exterior de ancho uniforme t. El rectángulo exterior tiene área 143 cm². Encuentra t.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: 3 cm
- Cada dimensión aumenta dos veces con .
- Desarrolla.
- El producto (t−3)(4t+36) es cero. Las raíces son 3 y −9.
- Solo es no negativo. El exterior mide 11 por 13 cm y su área es 143.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 12
Una lámina rectangular de 6 por 8 cm recibe un marco exterior de ancho uniforme t. El rectángulo exterior tiene área 224 cm². Encuentra t.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: 4 cm
- Cada dimensión aumenta dos veces con .
- Desarrolla.
- El producto (t−4)(4t+44) es cero. Las raíces son 4 y −11.
- Solo es no negativo. El exterior mide 14 por 16 cm y su área es 224.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Nivel 5 · Argumentar y afrontar un reto
Ejercicio 13
Un rectángulo tiene ancho y largo x+3, en cm. Su área debe ser al menos 28 cm² y como máximo 54 cm². Encuentra todos los anchos reales permitidos.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: cm
- Para área mínima, factoriza la diferencia como .
- Para área máxima.
- En los factores x+7 y x+9 son positivos. Por tanto y .
- La intersección es [4, 6]; ambos extremos se incluyen porque las desigualdades no son estrictas.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 14
Un rectángulo tiene ancho y largo x+4, en cm. Su área debe ser al menos 45 cm² y como máximo 77 cm². Encuentra todos los anchos reales permitidos.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: cm
- Para área mínima, factoriza la diferencia como .
- Para área máxima.
- En los factores x+9 y x+11 son positivos. Por tanto y .
- La intersección es [5, 7]; ambos extremos se incluyen porque las desigualdades no son estrictas.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Ejercicio 15
Un rectángulo tiene ancho y largo x+5, en cm. Su área debe ser al menos 66 cm² y como máximo 104 cm². Encuentra todos los anchos reales permitidos.
Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.
Una pista
Define la incógnita y su dominio; construye la relación antes de resolver. Comprueba el resultado en el contexto.
Solución y procedimiento
Respuesta modelo: cm
- Para área mínima, factoriza la diferencia como .
- Para área máxima.
- En los factores x+11 y x+13 son positivos. Por tanto y .
- La intersección es [6, 8]; ambos extremos se incluyen porque las desigualdades no son estrictas.
Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.
Explica y transfiere
Explica por qué una raíz negativa puede resolver correctamente la ecuación y aun así no resolver el problema geométrico.
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Dominio
Conjunto de valores permitidos para las variables de una expresión, función o problema. Por ejemplo, un denominador no puede valer cero.