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Secundaria · Preparatoria

Sistemas de inecuaciones: regiones en el plano

Interpreta semiplanos, fronteras y regiones factibles con dos variables.

Antes de empezar: Rectas y sistemas de ecuaciones 2×2.

Al terminar: Interpreta semiplanos, fronteras y regiones factibles con dos variables.

Recupera las bases: Rectas · Conjuntos solución

Una desigualdad lineal describe un semiplano

La frontera de ax+by≤c es la recta ax+by=c, siempre que a y b no sean ambos cero. La desigualdad selecciona uno de sus lados y, por ser no estricta, también la frontera. Con < o > la recta se excluye y se dibuja discontinua. Si ambos coeficientes son cero, la condición es verdadera en todo el plano o falsa en todo él.

Elegir el lado sin adivinar

Toma un punto que no esté en la frontera y sustitúyelo. Para x+y≤4, el origen da 0≤4 y pertenece al lado permitido. Para x+y>0 el origen está en la frontera y no sirve para identificar el lado: usa, por ejemplo, (1,1). El dibujo orienta, pero la sustitución decide.

Un sistema exige la región común

Cada desigualdad aporta una región. La solución es su intersección: los puntos que cumplen todas. Puede quedar un polígono, una región no acotada, un segmento, un punto o un conjunto vacío. No supongas que siempre hay un triángulo ni que una región deba contener el origen.

Vértices candidatos y fronteras estrictas

Resolver pares de ecuaciones de frontera produce candidatos a vértices. Después hay que comprobar todas las desigualdades, no solo las dos usadas. Si una frontera es estricta, sus puntos no pertenecen a la región; por eso un valor extremo puede ser un límite al que se aproxima sin alcanzarlo.

El modelo de esta lección

El explorador usa x≥a, y≥0 y x+y≤T, con opción de hacer estricta la última. Cuando T<a, no queda región. Si T=a, solo queda (a,0) en el caso no estricto; con frontera estricta no queda ningún punto. La región sombreada ilustra el área; el punto de prueba y el texto indican exactamente qué fronteras se incluyen.

Ejemplos resueltos

Una región triangular

Representa x≥0, y≥0, x+y≤6.

  1. Interseca el primer cuadrante con el semiplano bajo x+y=6.
  2. Los vértices son (0,0), (6,0) y (0,6).
  3. Todos se incluyen. (4,3) queda fuera porque 4+3>6.

No existe un mínimo real

Con x=2 y y>2x+1, estudia y.

  1. Se obtiene y>5.
  2. No hay menor valor real permitido: entre 5 y cualquier candidato siempre hay otro.
  3. Si además y debe ser entero, el menor es 6.

Error frecuente: Sombrear una unión de regiones cuando se pide un sistema o aceptar un vértice sin revisar las demás condiciones.

Predice · Representa · Comprueba

Una región que cumple todas las condiciones

Interseca x≥a, y≥0 y x+y≤T. Una frontera estricta puede excluir un vértice o hacer desaparecer el único punto común.

x≥1, y≥0, x+y ≤ 600224466881010Punto (2,2): sí cumple

Interseca x≥a, y≥0 y x+y≤T. Una frontera estricta puede excluir un vértice o hacer desaparecer el único punto común.

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 x+y≤6, fija x=2. ¿Cuál es el máximo valor permitido de y?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 4

  1. 2+y≤6; y≤4.
  2. La igualdad está permitida, así que el máximo se alcanza.

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

Ejercicio 2

En x+y≤9, fija x=3. ¿Cuál es el máximo valor permitido de y?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 6

  1. 3+y≤9; y≤6.
  2. La igualdad está permitida, así que el máximo se alcanza.

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

Ejercicio 3

En x+y≤12, fija x=4. ¿Cuál es el máximo valor permitido de y?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 8

  1. 4+y≤12; y≤8.
  2. La igualdad está permitida, así que el máximo se alcanza.

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

Nivel 2 · Aplicar el procedimiento

Ejercicio 4

En y>2x+2, fija x=2. ¿Cuál es el menor y entero permitido?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 7

  1. y>6.
  2. Entre los enteros, el primero permitido es 7.
  3. Sobre los reales no hay un mínimo: puedes acercarte a 6 sin alcanzarlo.

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

Ejercicio 5

En y>2x+3, fija x=3. ¿Cuál es el menor y entero permitido?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 10

  1. y>9.
  2. Entre los enteros, el primero permitido es 10.
  3. Sobre los reales no hay un mínimo: puedes acercarte a 9 sin alcanzarlo.

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

Ejercicio 6

En y>2x+4, fija x=4. ¿Cuál es el menor y entero permitido?

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 13

  1. y>12.
  2. Entre los enteros, el primero permitido es 13.
  3. Sobre los reales no hay un mínimo: puedes acercarte a 12 sin alcanzarlo.

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

Nivel 3 · Conectar operaciones

Ejercicio 7

¿Pertenece (2,2) a x≥0, y≥0, x+y<4?

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

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: No

  1. Las dos coordenadas son no negativas, pero su suma es 4.
  2. La tercera condición exige una suma estrictamente menor.
  3. El punto está en una frontera excluida.

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

Ejercicio 8

¿Pertenece (3,3) a x≥0, y≥0, x+y<6?

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

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: No

  1. Las dos coordenadas son no negativas, pero su suma es 6.
  2. La tercera condición exige una suma estrictamente menor.
  3. El punto está en una frontera excluida.

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

Ejercicio 9

¿Pertenece (4,4) a x≥0, y≥0, x+y<8?

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

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: No

  1. Las dos coordenadas son no negativas, pero su suma es 8.
  2. La tercera condición exige una suma estrictamente menor.
  3. El punto está en una frontera excluida.

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

Nivel 4 · Resolver una situación

Ejercicio 10

Las fronteras x+y=6 y 2x+y=8 se cruzan. Halla la coordenada x del vértice candidato.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 2

  1. Resta las ecuaciones: x=2.
  2. Entonces y=4.
  3. Para llamarlo vértice factible, además se debe verificar el sistema completo de desigualdades.

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

Ejercicio 11

Las fronteras x+y=9 y 2x+y=12 se cruzan. Halla la coordenada x del vértice candidato.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 3

  1. Resta las ecuaciones: x=3.
  2. Entonces y=6.
  3. Para llamarlo vértice factible, además se debe verificar el sistema completo de desigualdades.

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

Ejercicio 12

Las fronteras x+y=12 y 2x+y=16 se cruzan. Halla la coordenada x del vértice candidato.

Escribe un entero, decimal o fracción, sin unidades. Usa la unidad solicitada en el enunciado. Para resultados periódicos, usa una fracción exacta.

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: 4

  1. Resta las ecuaciones: x=4.
  2. Entonces y=8.
  3. Para llamarlo vértice factible, además se debe verificar el sistema completo de desigualdades.

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

Describe toda la región x≥0, y≥0, x+y≤6. Da sus vértices.

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

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Triángulo cerrado con vértices (0,0), (6,0), (0,6)

  1. Las dos primeras condiciones restringen al primer cuadrante, incluidos los ejes.
  2. La tercera deja el semiplano bajo x+y=6.
  3. Las intersecciones de fronteras dan (0,0), (6,0) y (0,6).
  4. Todas las fronteras se incluyen.

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

Ejercicio 14

Describe toda la región x≥0, y≥0, x+y≤9. Da sus vértices.

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

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Triángulo cerrado con vértices (0,0), (9,0), (0,9)

  1. Las dos primeras condiciones restringen al primer cuadrante, incluidos los ejes.
  2. La tercera deja el semiplano bajo x+y=9.
  3. Las intersecciones de fronteras dan (0,0), (9,0) y (0,9).
  4. Todas las fronteras se incluyen.

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

Ejercicio 15

Describe toda la región x≥0, y≥0, x+y≤12. Da sus vértices.

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

Una pista

Expresa las condiciones y revisa sus extremos.

Solución y procedimiento

Respuesta modelo: Triángulo cerrado con vértices (0,0), (12,0), (0,12)

  1. Las dos primeras condiciones restringen al primer cuadrante, incluidos los ejes.
  2. La tercera deja el semiplano bajo x+y=12.
  3. Las intersecciones de fronteras dan (0,0), (12,0) y (0,12).
  4. Todas las fronteras se incluyen.

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

Explica y transfiere

¿Qué cambia en x≥0, y≥0, x+y≤6 si sustituyes ≤ por <?

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