EATRYL
Preparatoria

Discos y restricciones: cuando la solución es una región

Combina desigualdades cuadráticas y lineales, identifica fronteras y filtra puntos enteros.

Antes de empezar: Inecuaciones, intersección de conjuntos, coordenadas y cuadrados.

Al terminar: Combina desigualdades cuadráticas y lineales, identifica fronteras y filtra puntos enteros.

Igualdad, disco cerrado y disco abierto

La igualdad x2+y2=r2 describe la frontera circular. La desigualdad ≤ incluye frontera e interior; la desigualdad < incluye solo el interior. No se sombrean los mismos conjuntos. Los puntos exteriores tienen distancia mayor que el radio y hacen que la suma de cuadrados supere r2.

x2+y2≤r2

Intersecar exige cumplir todo a la vez

La condición x≥a selecciona los puntos a la derecha de una recta vertical, incluida la recta. Intersectarla con el disco conserva solo la parte común. Un punto del disco puede quedar fuera por incumplir la desigualdad lineal; un punto a la derecha puede quedar fuera por estar demasiado lejos del origen.

Una frontera puede cambiar toda la respuesta

En el disco de radio 5, imponer x≥5 deja únicamente (5,0). Imponer x>5 no deja nada. Si a>5, el sistema es imposible; si a<−5, todo el disco satisface x≥a. Cuando a=−5, el signo ≥ incluye todo el disco, mientras que > excluye solo el punto (−5,0).

Las cotas de y dependen de x

Para radio 5, cada abscisa admisible determina una sección vertical cuyas ordenadas satisfacen y2≤25−x2. Por ejemplo, con x=3 se obtiene −4≤y≤4. No basta escribir −5≤x≤5 y −5≤y≤5: esas dos desigualdades describen un cuadrado que también contiene puntos exteriores al disco.

−25−x2≤y≤25−x2

Si se exigen enteros, enumera sin omitir puntos

Primero encuentra los valores enteros posibles de x. Para cada uno, usa la cota de y2 y conserva todas las ordenadas enteras permitidas. No redondees la raíz al entero más cercano: usa el mayor entero cuyo cuadrado cabe en la cota, y revisa si la desigualdad es estricta. Justifica la lista completa con estos límites, no solo con puntos que encontraste en el dibujo.

Ejemplos resueltos

Ejemplo resuelto 1

Para x2+y2≤1 y x≥0, encuentra los extremos posibles de x y las ordenadas posibles cuando x=0.

  1. El disco impone −1≤x≤1. Intersecta con x≥0.
  2. Fijando x=0, queda y2≤1=1.
  3. Por tanto las ordenadas están entre las dos raíces opuestas, incluidas. Los extremos en x no describen por sí solos toda la región: las cotas de y dependen de x.

Ejemplo resuelto 2

Describe el sistema x2+y2<1,x≥0,y≥0.¿Incluye los segmentos de los ejes dentro del disco? ¿Incluye el arco circular?

  1. Las dos desigualdades lineales seleccionan el primer cuadrante cerrado.
  2. La desigualdad estricta elimina toda la circunferencia, incluidos (1,0) y (0,1).
  3. Los puntos (t,0) y (0,t) con 0≤t<1 sí cumplen las tres condiciones. El origen está incluido.

Ejemplo resuelto 3

Encuentra todos los pares de enteros no negativos que cumplen x2+y2≤4 y x≥1. Justifica que tu lista está completa.

  1. El disco y la cota inferior dejan solo x=1 o x=2.
  2. Para x=1, se exige y2≤3; conserva todos los enteros no negativos cuyo cuadrado no supere esa cantidad.
  3. Para x=2, solo y=0. La lista completa es [(1, 0), (1, 1), (2, 0)].
  4. La región continua contiene infinitos puntos, pero las restricciones enteras reducen la respuesta a esta lista finita.

Error frecuente: Confundir circunferencia con disco o sustituir el disco por su cuadrado envolvente.

Predice · Explora · Comprueba

Explorador del sistema

Recorta un disco de radio 5 con una condición sobre x. Cambia la cota y compara una frontera incluida con una excluida.

x2+y2≤25x≥aox>a
xy0−555−5Menta: intersección

La cota inicial es x≥3.

La región tiene área positiva. Sus abscisas están entre 3 y 5, incluidas; las ordenadas dependen de x.

El disco incluye su arco. La recta naranja continua indica ≥y la discontinua indica >. El sombreado representa la intersección, no todo el semiplano. Un punto aislado se resalta; una región vacía no se sombrea. Para interpretar la frontera, usa también la explicación exacta.

Práctica a tu ritmo

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

En el sistema x2+y2≤4,x≥0, decide cuáles de estos puntos pertenecen: (2,0), (−2,0), (0,0).

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Pertenecen (2,0) y (0,0).

  1. Los tres cumplen la condición del disco: los dos primeros están en la frontera y el origen en el interior.
  2. La condición x≥0 elimina (−2,0).
  3. La solución es una intersección: cada punto debe cumplir todas las desigualdades.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 2

En el sistema x2+y2≤9,x≥0, decide cuáles de estos puntos pertenecen: (3,0), (−3,0), (0,0).

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Pertenecen (3,0) y (0,0).

  1. Los tres cumplen la condición del disco: los dos primeros están en la frontera y el origen en el interior.
  2. La condición x≥0 elimina (−3,0).
  3. La solución es una intersección: cada punto debe cumplir todas las desigualdades.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 3

En el sistema x2+y2≤16,x≥0, decide cuáles de estos puntos pertenecen: (4,0), (−4,0), (0,0).

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Pertenecen (4,0) y (0,0).

  1. Los tres cumplen la condición del disco: los dos primeros están en la frontera y el origen en el interior.
  2. La condición x≥0 elimina (−4,0).
  3. La solución es una intersección: cada punto debe cumplir todas las desigualdades.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 2 · Aplicar el procedimiento

Ejercicio 4

Para x2+y2≤4 y x≥1, encuentra los extremos posibles de x y las ordenadas posibles cuando x=1.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 1≤x≤2; cuando x=1,−3≤y≤3.

  1. El disco impone −2≤x≤2. Intersecta con x≥1.
  2. Fijando x=1, queda y2≤3=3.
  3. Por tanto las ordenadas están entre las dos raíces opuestas, incluidas. Los extremos en x no describen por sí solos toda la región: las cotas de y dependen de x.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 5

Para x2+y2≤9 y x≥2, encuentra los extremos posibles de x y las ordenadas posibles cuando x=2.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 2≤x≤3; cuando x=2,−5≤y≤5.

  1. El disco impone −3≤x≤3. Intersecta con x≥2.
  2. Fijando x=2, queda y2≤5=5.
  3. Por tanto las ordenadas están entre las dos raíces opuestas, incluidas. Los extremos en x no describen por sí solos toda la región: las cotas de y dependen de x.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 6

Para x2+y2≤16 y x≥3, encuentra los extremos posibles de x y las ordenadas posibles cuando x=3.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 3≤x≤4; cuando x=3,−7≤y≤7.

  1. El disco impone −4≤x≤4. Intersecta con x≥3.
  2. Fijando x=3, queda y2≤7=7.
  3. Por tanto las ordenadas están entre las dos raíces opuestas, incluidas. Los extremos en x no describen por sí solos toda la región: las cotas de y dependen de x.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 3 · Conectar operaciones

Ejercicio 7

Compara x2+y2≤4 con x≥2,y con x>2. Escribe el conjunto solución en cada caso.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Con ≥:{(2,0)}. Con >: conjunto vacío.

  1. En el disco necesariamente x≤2. Junto con x≥2 queda x=2.
  2. Al sustituir:y2≤0, así que y=0.
  3. Si se exige x>2, no hay punto del disco que lo cumpla. Cambiar una frontera cerrada por una abierta puede eliminar toda la solución.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 8

Compara x2+y2≤9 con x≥3,y con x>3. Escribe el conjunto solución en cada caso.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Con ≥:{(3,0)}. Con >: conjunto vacío.

  1. En el disco necesariamente x≤3. Junto con x≥3 queda x=3.
  2. Al sustituir:y2≤0, así que y=0.
  3. Si se exige x>3, no hay punto del disco que lo cumpla. Cambiar una frontera cerrada por una abierta puede eliminar toda la solución.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 9

Compara x2+y2≤16 con x≥4,y con x>4. Escribe el conjunto solución en cada caso.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Con ≥:{(4,0)}. Con >: conjunto vacío.

  1. En el disco necesariamente x≤4. Junto con x≥4 queda x=4.
  2. Al sustituir:y2≤0, así que y=0.
  3. Si se exige x>4, no hay punto del disco que lo cumpla. Cambiar una frontera cerrada por una abierta puede eliminar toda la solución.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Nivel 4 · Resolver una situación

Ejercicio 10

Describe el sistema x2+y2<4,x≥0,y≥0.¿Incluye los segmentos de los ejes dentro del disco? ¿Incluye el arco circular?

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Un cuarto de disco sin el arco; incluye los segmentos de los ejes con distancia al origen menor que el radio, incluido el origen.

  1. Las dos desigualdades lineales seleccionan el primer cuadrante cerrado.
  2. La desigualdad estricta elimina toda la circunferencia, incluidos (2,0) y (0,2).
  3. Los puntos (t,0) y (0,t) con 0≤t<2 sí cumplen las tres condiciones. El origen está incluido.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 11

Describe el sistema x2+y2<9,x≥0,y≥0.¿Incluye los segmentos de los ejes dentro del disco? ¿Incluye el arco circular?

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Un cuarto de disco sin el arco; incluye los segmentos de los ejes con distancia al origen menor que el radio, incluido el origen.

  1. Las dos desigualdades lineales seleccionan el primer cuadrante cerrado.
  2. La desigualdad estricta elimina toda la circunferencia, incluidos (3,0) y (0,3).
  3. Los puntos (t,0) y (0,t) con 0≤t<3 sí cumplen las tres condiciones. El origen está incluido.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 12

Describe el sistema x2+y2<16,x≥0,y≥0.¿Incluye los segmentos de los ejes dentro del disco? ¿Incluye el arco circular?

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Un cuarto de disco sin el arco; incluye los segmentos de los ejes con distancia al origen menor que el radio, incluido el origen.

  1. Las dos desigualdades lineales seleccionan el primer cuadrante cerrado.
  2. La desigualdad estricta elimina toda la circunferencia, incluidos (4,0) y (0,4).
  3. Los puntos (t,0) y (0,t) con 0≤t<4 sí cumplen las tres condiciones. El origen está incluido.

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

Encuentra todos los pares de enteros no negativos que cumplen x2+y2≤9 y x≥2. Justifica que tu lista está completa.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: {(2, 0), (2, 1), (2, 2), (3, 0)}

  1. El disco y la cota inferior dejan solo x=2 o x=3.
  2. Para x=2, se exige y2≤5; conserva todos los enteros no negativos cuyo cuadrado no supere esa cantidad.
  3. Para x=3, solo y=0. La lista completa es [(2, 0), (2, 1), (2, 2), (3, 0)].
  4. La región continua contiene infinitos puntos, pero las restricciones enteras reducen la respuesta a esta lista finita.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 14

Encuentra todos los pares de enteros no negativos que cumplen x2+y2≤16 y x≥3. Justifica que tu lista está completa.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: {(3, 0), (3, 1), (3, 2), (4, 0)}

  1. El disco y la cota inferior dejan solo x=3 o x=4.
  2. Para x=3, se exige y2≤7; conserva todos los enteros no negativos cuyo cuadrado no supere esa cantidad.
  3. Para x=4, solo y=0. La lista completa es [(3, 0), (3, 1), (3, 2), (4, 0)].
  4. La región continua contiene infinitos puntos, pero las restricciones enteras reducen la respuesta a esta lista finita.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Ejercicio 15

Encuentra todos los pares de enteros no negativos que cumplen x2+y2≤25 y x≥4. Justifica que tu lista está completa.

Escribe tu procedimiento. Después compara con la solución modelo: puede haber otras respuestas equivalentes. Esta respuesta no se califica automáticamente.

Una pista

Conserva todas las condiciones. Sustituye cada par en las relaciones originales y distingue frontera de interior.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: {(4, 0), (4, 1), (4, 2), (4, 3), (5, 0)}

  1. El disco y la cota inferior dejan solo x=4 o x=5.
  2. Para x=4, se exige y2≤9; conserva todos los enteros no negativos cuyo cuadrado no supere esa cantidad.
  3. Para x=5, solo y=0. La lista completa es [(4, 0), (4, 1), (4, 2), (4, 3), (5, 0)].
  4. La región continua contiene infinitos puntos, pero las restricciones enteras reducen la respuesta a esta lista finita.

Comprueba el resultado, las condiciones y las unidades. Si consultaste ayuda, vuelve a intentarlo después sin verla.

Explica y transfiere

Da un punto que cumpla −5≤x≤5 y −5≤y≤5 pero no pertenezca al disco de radio 5. Compruébalo por sustitución.

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Conceptos a mano

Intersección

Conjunto de elementos que pertenecen a todos los conjuntos considerados. En un sistema deben cumplirse todas las condiciones.