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AE2. 2.3 Ecuaciones cuadráticas - Contenido educativo
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Hola a todos, soy Raúl Corraliza, profesor de matemáticas de bachillerato en el IES
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arquitecto Pedro Gumiel de Alcalá de Henares, y os doy la bienvenida a esta serie de videoclases
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de la unidad AE2 dedicada a las ecuaciones y los sistemas de ecuaciones.
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En la videoclase de hoy estudiaremos las ecuaciones cuadráticas.
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En esta videoclase vamos a estudiar las ecuaciones cuadráticas, que como veis son ecuaciones
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polinómicas de segundo grado en X, donde lo que voy a encontrar va a ser con carácter
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general un polinomio de segundo grado igualado a cero, o bien voy a poder reducirlo a esa expresión.
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Nos encontraremos siempre, o buscaremos reducirnos a expresiones que sean del tipo a por x al cuadrado
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más b por x más c igual a cero. Llamaremos a al coeficiente principal, al coeficiente del término
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cuadrático de grado 2, que tiene que ser distinto de cero para que la ecuación sea realmente de
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segundo grado. Si a fuera igual a cero nos encontraríamos posiblemente con una ecuación
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de primer grado. Vamos a llamar b al coeficiente del término lineal, al término en x, y c al término
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independiente, b y c, números reales cualesquiera. Pues bien, cuando nos encontremos con una ecuación
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de segundo grado así expresada, buscaremos las soluciones, las soluciones o las soluciones con
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carácter general utilizando esta fórmula que vemos aquí. Todo este desarrollo no es más que a partir
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de esta ecuación, cómo puedo efectuar transformaciones, todos los cambios aparecen en rojo,
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para encontrar esta fórmula. En el fondo es la demostración de la fórmula.
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Nosotros utilizaremos la fórmula que veis que es x igual a menos b más menos la red cuadrada de b cuadrado menos 4 por a por c,
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todo ello dividido entre 2 por a.
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Cuando aquí tengo menos b no quiere decir que esta cantidad deba ser negativa,
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quiere decir que a b le debo cambiar el signo.
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Así pues, si b es negativo, menos por menos más, aquí tendré una cantidad positiva,
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solo si b es positivo, con el signo menos, aquí lo que tendría que ser una cantidad negativa.
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Más menos delante de la raíz cuadrada me recuerda que los radicales de grado par,
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y en este caso el radical con grado 2, tienen dos raíces que van a ser iguales en valor absoluto,
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una con signo más y otra con signo menos.
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Y aquí este más menos me recuerda eso.
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Voy a tener en general dos soluciones, una con el signo más, la raíz con signo positivo,
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otra con el signo menos, la raíz con signo negativo.
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el radicando b cuadrado menos 4 por a por c en este contexto se denomina discriminante y lo vamos
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a representar con la letra delta mayúscula el discriminante va a ser relevante puesto que en
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función de su valor nos vamos a encontrar con que la ecuación puede tener dos soluciones va a ser
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lo más general o más habitual puede tener una única solución o puede ser que la ecuación no
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tenga solución esto es que la solución sea el conjunto vacío si el discriminante fuera negativo
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puesto que no existen las redes cuadradas de los números negativos, directamente nos encontramos
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con esa última situación. Decimos, coloquialmente, la ecuación no tiene solución, la solución es el
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conjunto vacío. En el caso en el que el discriminante sea idénticamente nulo, la red cuadrada de 0 es
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solamente el valor 0, nos encontraremos con una única solución, x igual a menos b partido por 2a.
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Y únicamente en el caso, el más general, por cierto, en el que el discriminante sea positivo,
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nos encontraremos con que tenemos dos soluciones. En una de ellas nos quedaremos con la
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raíz negativa y aquí lo indico con este sino menos delante del radicando. En el segundo caso nos
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quedaremos con la raíz positiva del radical y eso lo indico con este sino positivo delante del
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radicando. En este caso tenemos dos soluciones y x pertenece a este conjunto donde tenemos un
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posible valor numérico y un segundo valor numérico. En el caso en el que la ecuación decimos tiene una
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única solución, en ciertos contextos diremos que lo que ocurre es que las dos soluciones que yo
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estoy esperando son iguales. Más adelante cuando hablemos de ecuaciones de grado superior a 2 y
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discutamos cómo estamos resolviendo las ecuaciones polinómicas buscando las raíces o bien buscando
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la factorización del polinomio, veremos que en este caso lo que va a pasar es que tenemos una
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factorización con dos factores iguales, lo que tenemos son dos raíces iguales. Así que según
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cómo estemos contando soluciones tenemos dos soluciones iguales o bien diremos que tenemos
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únicamente una. Nosotros cuando estemos en el contexto de resolver ecuaciones diremos que tiene
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una única solución y será esta. Si estamos pensando en factorizar polinomios o buscar raíces de
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polinomios podemos pensar que tenemos dos raíces iguales, pero una única solución en este contexto.
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Lo que he mencionado anteriormente se corresponde a las ecuaciones que se denominan completas,
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cuando tanto a como b como c son distintos de cero. A, por supuesto, pero en el caso en el que b y c
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son distintos de cero. Esta fórmula es universal, ¿vale? Siempre, siempre que se den estas circunstancias,
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siempre que a sea distinto de cero, puesto que si a fuera cero, fijaos que no podría dividir y la división entre cero
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no estaría definida. En el caso en el que tanto b como c o una de las dos fuera igual a cero, podría no utilizar
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esta fórmula, sino que considerar que lo que tengo es una ecuación incompleta, puesto que faltaría uno de estos términos
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o los dos, y utilizar métodos alternativos. En el caso en el que b fuera igual a cero, me puedo dar cuenta con que
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la ecuación que tengo es ax cuadrado más t igual a 0, me encuentro con que tengo la
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x en un único término y puedo sencillamente despejar la x. Puedo pasar, insisto, pasar
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esta c restando al miembro de la derecha, a continuación esta a que está multiplicando
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pasarla dividiendo y después extraer la raíz cuadrada para eliminar el cuadrado, teniendo
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en mente siempre de que la raíz cuadrada son dos, una con signo positivo, otra con
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signo negativo. Y fijaos, oh, tengo en la raíz cuadrada un número negativo, eso no
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existe. Cuidado, esto no es correcto. Este signo menos lo que me dice es que debo
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cambiarle el signo a c antes de dividir entre a. En el caso en el que c y a tengan
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el mismo signo, evidentemente en este caso sí, el radicando sería negativo y me
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encontraría en una de esas situaciones en las que la solución es el conjunto vacío,
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pero únicamente en ese caso. En el caso en el que c fuera igual a 0, bien, pues en el
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caso en el que c fuera igual a 0 me encontraría con una ecuación como esta, en
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la que me encuentro que todos los términos contienen a la x y puedo sacarla de
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factor común x, factor común de a por x más b. Y en este caso me puedo encontrar con que ya tengo
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el polinomio factorizado, puedo buscar las dos raíces que van a ser las dos soluciones o bien
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puedo plantearme que el producto de dos cantidades es igual a cero si sólo si al menos una de ellas
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es igual a cero. Así que o bien este término es igual a cero y aquí tengo la primera solución
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para la ecuación del segundo grado o bien a por x más b tiene que ser igual a cero y entonces tengo
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la solución de esta ecuación de primer grado, que va a ser la segunda solución
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de la ecuación de segundo grado que yo tengo entre manos.
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Menos b partido por a. En el caso en el que tanto b como c fueran igual a cero,
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lo que tendría es sencillamente a por x al cuadrado es igual a cero
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y esto cuando a es distinto de cero únicamente se cumple cuando x es igual a cero.
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Es el caso más sencillo posible y ni siquiera me ha parecido relevante
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reflejarlo en estos apuntes. Con esto que acabamos de ver
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ya se pueden resolver todos estos ejercicios, en este caso resolver directamente las ecuaciones.
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Nosotros sabemos resolver ecuaciones de segundo grado únicamente cuando toman la forma polinomio de segundo grado igual a cero,
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así que tendríamos que desarrollar estos cuadrados, por ejemplo, tendríamos que multiplicar, en este caso, menos uno,
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cambiar el signo, al polinomio resultante de elevar al cuadrado, en este caso tengo identidades notables,
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debería llevarlo todo un miembro para tenerlo igual a cero.
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En este caso, además de lo que he mencionado, me tengo que plantear qué hacer con los denominadores.
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Una posibilidad, poner denominador común en ambos miembros y multiplicar por él para eliminarlo.
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O poner denominador común únicamente en el mismo de la izquierda, en el mismo de la izquierda y operar con ellos.
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Lo que consideremos relevante en cada momento.
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En estos dos ejercicios, 4 y 5, con lo que nos encontramos es no directamente una ecuación de segundo grado,
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Aquí en el ejercicio 5 sí que tengo por lo menos una fórmula que incluye un polinomio de segundo grado, en este ejercicio 4 no.
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Así que en este ejercicio 4 tengo que decidir quién va a ser la incógnita, va a haber alguna magnitud por la cual tenga interés que va a ser la incógnita,
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en este caso está muy claro, la longitud de los lados de un cuadrado, y de alguna manera con la información que está ahí contenida
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debo ser capaz de encontrar un polinomio de segundo grado cuya igualación a cero sea la condición que tengo
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para poder resolver lo que me están preguntando. Tendré que verlo con cuidado.
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En este caso directamente tengo una fórmula y de t, un polinomio que se llama y, en función del tiempo,
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que va a ser la incógnita, 100t menos 4,905t al cuadrado.
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Tiene un nombre peculiar, letra minúscula en lugar de letra mayúscula, porque en este caso lo tengo contextualizado
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y es una magnitud, es relevante, que se llama y. En cuanto a la variable que en este caso sería la
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variable independiente, no es x sino que es t porque va a ser relevante que sea t. Lo veréis en cuanto
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leamos el enunciado. Y en este caso se nos indican ciertas condiciones que nosotros tendremos que
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imponer en esta fórmula que tenemos aquí, que se van a traducir en polinomios de segundo grado
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igualados a cero, en ecuaciones de segundo grado, cuya solución va a estar en relación con aquello
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que se me pide resolver. Lo veremos en clase, posiblemente lo veremos en alguna videoclase
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posterior.
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En el aula virtual de la asignatura tenéis disponibles otros recursos y cuestionarios.
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Asimismo, tenéis más información en las fuentes bibliográficas y en la web. No dudéis
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en traer vuestras dudas e inquietudes a clase o al foro de dudas en el aula virtual. Un
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saludo y hasta pronto.
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- Idioma/s:
- Materias:
- Matemáticas
- Etiquetas:
- Flipped Classroom
- Niveles educativos:
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- Bachillerato
- Primer Curso
- Autor/es:
- Raúl Corraliza Nieto
- Subido por:
- Raúl C.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
- Visualizaciones:
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- Fecha:
- 10 de noviembre de 2025 - 12:17
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ARQUITECTO PEDRO GUMIEL
- Duración:
- 10′ 37″
- Relación de aspecto:
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