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Secundaria

Ecuaciones de primer grado

Si escribimos □ + 3 = 7, buscamos qué cantidad falta para que ambos lados valgan lo mismo. La letra x puede ocupar el lugar de esa casilla. Resolver significa encontrar todos los valores que hacen verdadera la igualdad. Primero lo veremos con barras; después explicaremos cada operación que conserva las soluciones.

1. El signo igual compara dos cantidades, no anuncia la siguiente cuenta

En x + 3 = 7, el miembro izquierdo es x + 3 y el derecho es siete.

La igualdad exige que ambos tengan el mismo valor.

Si x = 4, obtenemos 4 + 3 = 7: es verdadera.
Si x = 2, obtenemos 5 = 7: es falsa.

Cuatro es solución y dos no lo es.

El bloque desconocido completa siete unidades
x1111111111x + 3La misma cantidad total: 7Quitamos 3 unidades en las dos filas.
La primera barra reúne un bloque x y tres unidades conocidas. La segunda tiene siete unidades del mismo tamaño. Ambas representan la misma cantidad. Al retirar tres unidades de cada fila, x corresponde a las cuatro restantes. El dibujo ilustra esta ecuación con solución positiva.

El dibujo representa una cantidad desconocida y tres unidades que completan siete. Restar esas tres unidades en ambos lados deja cuatro para x. La letra tiene el mismo valor en todas sus apariciones dentro de la ecuación. No basta elegir un número que parezca razonable: hay que comprobar la igualdad.

Una casilla antes de usar letras

Resuelve □ + 5 = 9.

  1. Buscamos lo que falta desde cinco hasta nueve

    Faltan cuatro.

  2. Sustituimos en la casilla

    4 + 5 = 9.
Resultado

La casilla vale 4.

Lo comprobamos

La igualdad queda verdadera al usar ese valor.

Comprobar una propuesta

¿x = 3 resuelve 2x + 1 = 7?

  1. Sustituimos la misma x por tres

    2 · 3 + 1.

  2. Calculamos

    6 + 1 = 7.
  3. Comparamos

    El miembro derecho también es siete.

Resultado

Sí, x = 3 es solución.

Lo comprobamos

La comprobación usa la ecuación original, no una cuenta que hayamos inventado después.

2. Primer grado significa que la forma reducida tiene x a la primera potencia

Una ecuación lineal genuina de una incógnita se puede escribir Ax = B con A distinto de cero, tras desarrollar y reunir términos.

Por ejemplo, 2x + 3 = 9 se reduce a 2x = 6.

No aparece x² ni otra potencia superior en esa forma reducida.

En 3x, el tres multiplica x; no es un exponente. x/2 también es lineal porque equivale a (1/2)x. Una x en un denominador, como 1/x, requiere revisar dominio y no es directamente una expresión lineal. Si al reducir se cancela toda x, aparecen los casos especiales que estudiaremos más adelante.

Un coeficiente fraccionario sigue siendo lineal

¿x/4 + 2 = 5 es de primer grado?

  1. Escribimos el término con coeficiente

    x/4 = (1/4)x.
  2. Revisamos la potencia de la incógnita

    x está a la primera y su coeficiente es no nulo.

Resultado

Sí, es lineal de primer grado.

Lo comprobamos

Que un coeficiente sea una fracción no lo convierte en exponente ni en divisor variable.

Reducir antes de decidir

Clasifica x² − x² + 3x = 12 después de simplificar.

  1. Reunimos los cuadrados

    x² − x² = 0.
  2. Leemos lo que queda

    3x = 12, con coeficiente tres distinto de cero.
Resultado

La ecuación reducida es de primer grado.

Lo comprobamos

Una apariencia con potencias altas puede simplificarse; no ignoramos la cancelación de términos.

3. Sumar o restar la misma cantidad en ambos lados conserva la igualdad

Para x + 3 = 7, restamos tres a ambos miembros: x + 3 − 3 = 7 − 3.

A la izquierda se anulan +3 y −3; a la derecha queda cuatro.

Obtenemos x = 4.

Podemos deshacer el paso sumando tres en ambos lados, por eso no hemos ganado ni perdido soluciones.

Hacemos la misma resta en los dos miembros
x + 3=7−3−3x=4
Para resolver x+3=7 restamos tres en ambos miembros: x+3−3=7−3. A la izquierda queda x; a la derecha, cuatro. El término no cambia de lado por sí solo: se conserva la igualdad mediante la misma operación.

La frase «el tres pasa restando» es un atajo de escritura para esta operación en los dos lados. Primero entendemos la operación completa. Lo mismo permite juntar incógnitas: en 5x = 2x + 9, restamos 2x a ambos miembros y queda 3x = 9.

Deshacer una resta

Resuelve x − 6 = 2.

  1. Añadimos seis en los dos lados

    x − 6 + 6 = 2 + 6.
  2. Simplificamos

    x = 8.
  3. Comprobamos

    8 − 6 = 2.
Resultado

x = 8.

Lo comprobamos

Solo añadir seis a la izquierda habría cambiado la igualdad.

Reunir letras sin cambiar su valor

Transforma 4x + 1 = x + 10 hasta dejar las x en un lado.

  1. Restamos x a ambos miembros

    4x − x + 1 = 10.
  2. Reunimos semejantes

    3x + 1 = 10.
  3. Restamos uno a ambos

    3x = 9.
Resultado

La forma resultante es 3x = 9.

Lo comprobamos

Cada paso resta lo mismo a los dos miembros, aunque después escribamos solo el resultado reducido.

4. Para deshacer un producto dividimos ambos miembros por un número no nulo

Si 3x = 12, tres copias iguales de x valen doce.

Dividimos ambos miembros entre tres: (3x)/3 = 12/3, por lo que x = 4. El mismo paso es válido con coeficientes negativos: −2x = 6 da x = −3 al dividir ambos lados entre −2.

El divisor debe ser distinto de cero. No dividimos por una expresión que podría anularse sin estudiar ese caso. Tampoco multiplicamos una ecuación por cero para resolverla: convertiría ambos lados en cero y borraría la información original. En ecuaciones, dividir por un negativo conserva el signo igual; la regla de invertir desigualdades pertenece a otro tema.

Un coeficiente negativo

Resuelve −4x = 20.

  1. Dividimos ambos miembros entre −4

    x = 20/(−4).
  2. Calculamos

    x = −5.
  3. Comprobamos

    (−4)(−5) = 20.
Resultado

x = −5.

Lo comprobamos

No dividimos solo el veinte: la operación debe aplicarse también al factor de x.

Deshacer una división

Resuelve x/5 = 3.

  1. Multiplicamos ambos lados por cinco

    5 · (x/5) = 5 · 3.
  2. Simplificamos

    x = 15.
Resultado

x = 15.

Lo comprobamos

15/5 = 3 comprueba la solución. Multiplicar por cinco es reversible porque cinco no es cero.

5. Desarrollamos paréntesis antes de reunir términos

En 3(x − 1) = 2x + 5, el tres multiplica a toda la diferencia: 3x − 3 = 2x + 5.
Restamos 2x en ambos miembros: x − 3 = 5.
Sumamos tres: x = 8.

No se convierte en 3x − 1, porque el −1 también recibe el factor tres.

Un signo menos delante de un paréntesis afecta a todos sus términos. En −(x − 4) queda −x + 4. Primero distribuimos, después reducimos los términos semejantes de cada miembro y finalmente usamos operaciones iguales en ambos lados para aislar x.

Un factor negativo delante del bloque

Resuelve −2(x − 3) = x + 9.

  1. Distribuimos

    −2x + 6 = x + 9.
  2. Restamos x y después seis en ambos lados

    −3x = 3.
  3. Dividimos entre −3

    x = −1.
  4. Comprobamos

    −2(−1 − 3) = 8 y −1 + 9 = 8.
Resultado

x = −1.

Lo comprobamos

El término constante al distribuir es +6, porque −2 multiplica a −3.

Dos bloques y una resta

Resuelve 2(x + 1) − (x − 3) = 9.

  1. Abrimos ambos bloques

    2x + 2 − x + 3 = 9.
  2. Reunimos semejantes

    x + 5 = 9.
  3. Restamos cinco

    x = 4.
Resultado

x = 4.

Lo comprobamos

2(4 + 1) − (4 − 3) = 10 − 1 = 9. El menos cambió también el −3 del segundo bloque.

6. Multiplicar por un denominador común actúa sobre todos los términos

Para x/3 + 1/2 = 5/6, los denominadores constantes son tres, dos y seis. Su mínimo común múltiplo es seis. Multiplicamos los dos miembros completos por seis: 6(x/3 + 1/2) = 6 · 5/6.

Al distribuir queda 2x + 3 = 5.

Restamos tres y dividimos entre dos: 2x = 2, luego x = 1. El seis no es una regla para tachar solo lo que tenga fracción: debe multiplicar todos los términos, incluidos los enteros. Este paso es reversible porque multiplicamos por la constante seis, distinta de cero.

Término originalMultiplicado por 6
x/32x
1/23
5/65

Un entero también recibe el factor

Resuelve x/4 + 2 = 5.

  1. Multiplicamos todo por cuatro

    x + 8 = 20.
  2. Restamos ocho

    x = 12.
  3. Comprobamos

    12/4 + 2 = 3 + 2 = 5.
Resultado

x = 12.

Lo comprobamos

El dos se convirtió en ocho al multiplicar toda la ecuación, no se quedó igual.

Fracciones con paréntesis

Resuelve (x − 1)/2 − (x + 2)/3 = 1.

  1. Usamos el múltiplo común seis

    3(x − 1) − 2(x + 2) = 6.
  2. Distribuimos ambos factores

    3x − 3 − 2x − 4 = 6.
  3. Reunimos y despejamos

    x − 7 = 6, por tanto x = 13.
  4. Comprobamos en el original

    12/2 − 15/3 = 6 − 5 = 1.
Resultado

x = 13.

Lo comprobamos

El menos delante del segundo término multiplica también al dos que completa su denominador.

7. Al reducir distinguimos una solución, ninguna o todos los valores

Tras simplificar podemos llegar a Ax = B.
Si A ≠ 0, dividimos y hay una solución real: x = B/A.

Si A = 0, ya no hay una ecuación genuina de primer grado: debemos interpretar la igualdad restante, sin dividir entre cero.

Si queda 0 = 5, es imposible y no hay soluciones.

Si queda 0 = 0, es verdadera para todos los valores del dominio original. En estas ecuaciones polinómicas el dominio son todos los reales. «La x desaparece» no nos dice cuál de los dos casos tenemos: hay que leer también las constantes.

La misma expresión en ambos miembros

Resuelve 2(x + 1) = 2x + 2.

  1. Desarrollamos

    2x + 2 = 2x + 2.
  2. Restamos 2x y dos en ambos lados

    0 = 0.
  3. Interpretamos

    Cualquier real hace verdadera la igualdad.

Resultado

La solución es todo número real.

Lo comprobamos

No respondemos x = 0: cero es una solución, pero no la única.

Una contradicción tras cancelar las letras

Resuelve 3x + 1 = 3x + 4.

  1. Restamos 3x a los dos miembros

    1 = 4.
  2. Interpretamos la igualdad falsa

    No existe ningún x que cambie esa contradicción.

Resultado

No tiene solución.

Lo comprobamos

No se despeja dividiendo entre cero; la igualdad restante ya muestra la imposibilidad.

8. La solución se comprueba sustituyendo en la ecuación original

Una vez aislada x, regresamos al enunciado inicial y calculamos cada miembro por separado. Deben coincidir y las operaciones deben estar definidas. Revisar solo la última línea puede confirmar un error que se introdujo mucho antes.

Una solución fraccionaria puede ser totalmente correcta: 2x = 5 tiene solución 5/2 en los reales. No la redondeamos a un entero porque resulte más cómoda. Si x representa personas u objetos indivisibles, el contexto puede exigir además un entero; esa condición pertenece al planteamiento del problema.

Una solución fraccionaria válida

Resuelve y comprueba 2x + 1 = 6.

  1. Restamos uno en ambos lados

    2x = 5.
  2. Dividimos entre dos

    x = 5/2.
  3. Comprobamos exactamente

    2 · (5/2) + 1 = 5 + 1 = 6.
Resultado

x = 5/2.

Lo comprobamos

No hace falta convertir la respuesta en un entero; 2,5 es el mismo valor exacto.

Comprobar antes de aceptar o rechazar

Alguien obtuvo x = 3 para 2(x + 1) = 8. Comprueba el dato.

  1. Sustituimos en el original

    2(3 + 1) = 2 · 4 = 8.
  2. Comparamos

    Coincide con el miembro derecho.

  3. Revisamos por operaciones reversibles

    x + 1 = 4 y x = 3.
Resultado

x = 3 es correcto.

Lo comprobamos

Si alguien hubiera escrito 2x + 1 = 8, esa distribución sería falsa aunque después hiciera bien sus cuentas; se revisa siempre el original.

Ahora lo resolvemos de principio a fin.

EJEMPLO RESUELTO 1

Con paréntesis

Resuelve 3(x−2)=2x+5.

  1. Distribuimos el tres a toda la diferencia

    3x − 6 = 2x + 5.
  2. Restamos 2x en ambos miembros

    x − 6 = 5.
  3. Sumamos seis a ambos miembros

    x = 11.
  4. Comprobamos la izquierda original

    3(11 − 2) = 3 · 9 = 27.
  5. Comprobamos la derecha original

    2 · 11 + 5 = 27.
    Coinciden: x = 11.
Resultado

x=11.

Lo comprobamos

3(11−2)=27 y 2·11+5=27.

EJEMPLO RESUELTO 2

Con fracciones

Resuelve x/3+2=5.

  1. Restamos dos a ambos miembros

    x/3 = 3.
  2. Multiplicamos ambos miembros por tres

    x = 9.
  3. Sustituimos en el original

    9/3 + 2 = 3 + 2 = 5.
  4. Confirmamos

    La igualdad es verdadera; la solución es x = 9.
Resultado

x=9.

Lo comprobamos

9/3+2=3+2=5.

Los símbolos que hemos usado

x
Incógnita real cuyo valor se busca.
Miembros
Expresiones situadas a izquierda y derecha del signo igual.
ax=b
Forma reducida de una ecuación lineal; a y b son números conocidos.
Solución
Valor permitido de x que convierte la igualdad en verdadera.
Ecuaciones equivalentes
Tienen exactamente el mismo conjunto de soluciones.
Identidad
Igualdad verdadera para todos los valores del dominio.
Contradicción
Igualdad imposible, como 0=2.

Ahora te toca a ti.

Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.

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