La Ecuación de Oferta

  1. La Curva de Oferta
    1. Ejemplos
      1. Ejemplo 1
      2. Ejemplo 2

Suponga que usted es un productor de tomates y provee a un supermercado semanalmente, y ve que un kilo de tomates tiene un precio de 200 Ps, considerando los costos de producción, le parece que este precio es generoso para usted por lo que decide proveer al supermercado con 40 kilos de tomate. La semana siguiente vuelve al supermercado y ve que un kilo de tomates tiene un precio de 100 Ps, considerando que está en la mitad del precio de la semana anterior, usted decide proveer al supermercado con 30 kilos de tomate.


Nota: Perolitos (Ps.) es la moneda oficial de totumat.


También pudiera interesarte

Esta situación se presenta de forma general, pues al considerar el precio de un artículo, los productores proveerán más unidades del artículo cuando el precio es alto y proveerán menos unidades del artículo cuando el precio es bajo, esto se conoce como la oferta de un artículo.

Entonces, si bien podemos intuir que la oferta de un artículo aumenta a medida que el precio del artículo aumenta, nuestro propósito será el de determinar la forma cuantificable de esta relación.

La Curva de Oferta

Para esto, definimos un plano cartesiano cuyos ejes están definidos por la variable precio, denotada por p y la variable cantidad, denotada por q; para mantener la simplicidad de los modelos, consideraremos una economía simple, es decir, tal que las variables p y q sólo pueden tener valores positivos. De esta forma, nos ubicaremos sólo en el primer cuadrante del plano cartesiano.

Curva de Oferta | totumat.com

Veamos en los siguientes ejemplos, cómo conociendo la oferta y el precio de un artículo en un momento dado, podemos definir rectas que describen de forma general la oferta del artículo.

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Ejemplos

Ejemplo 1

Suponga que la oferta semanal de zanahoria una pequeña tienda de verduras de la ciudad es de 10 kilos cuando el precio es de 20 Ps. por kilo, y de 7 kilos cuando el precio es de 15 Ps. por kilo. ¿Cuál es la ecuación general de la recta que define la relación entre el precio y la oferta? ¿Cuál será la cantidad ofertada si fija el precio en 17.5 Ps.?

Debemos considerar que si la oferta es de 10 kilos cuando el precio es de 20 Ps., podemos representar esta información como un punto (p,q) el plano cartesiano donde q=10 y p=20, es decir, el punto (10,20); de igual forma, si la oferta es de 7 kilos cuando el precio es de 15 Ps., podemos representar esta información con el punto (7,15).

De esta forma, si contamos con estos dos puntos, podemos calcular la recta que pasa por estos dos usando la ecuación punto-punto. Entonces, si P_1 = (10,20) y P_2 = (7,15) son dos puntos en el plano cartesiano, calculamos el valor de la pendiente,

m = \ \frac{p_2 - p_1}{q_2 - q_1}
= \ \frac{15 - 20}{7 - 10}
= \ \frac{5}{3}

Posteriormente aplicamos la ecuación punto-pendiente, escogiendo el punto de nuestra preferencia. Usemos el punto P_1

\ (p - p_1) = m \cdot (q - q_1)
\Rightarrow \ (p - 20) = \frac{5}{3} \cdot (q - 10)
\Rightarrow \ p - 20 = \frac{5}{3} \cdot q - \frac{50}{3}
\Rightarrow \ p = \frac{5}{3} \cdot q - \frac{50}{3} + 20
\Rightarrow \ p = \frac{5}{3} \cdot q + \frac{10}{3}

La recta que pasa por los puntos P_1 y P_2 es llamada la Ecuación de Oferta de zanahoria. Este tipo de ecuaciones siempre tendrá pendiente positiva y su gráfica será una recta creciente.

Curva de Oferta | totumat.com

Para determinar cual será la cantidad ofertada si se fija el precio en 17.5 Ps. debemos considerar la ecuación de oferta y sustituir el valor p= 17.5 en ella, posteriormente se despeja la variable q, de la siguiente forma

\Rightarrow \ 17.5 = \frac{5}{3} \cdot q + \frac{10}{3}
\Rightarrow \ -\frac{5}{3} \cdot q = -17.5 + \frac{10}{3}
\Rightarrow \ -\frac{5}{3} \cdot q = -\frac{85}{6}
\Rightarrow \ q = \frac{ \ -\frac{85}{6} \ }{ -\frac{5}{3}}
\Rightarrow \ q = \frac{17}{2}
\Rightarrow \ q = 8.5

Por lo tanto, la oferta de zanahoria será de 8,5 kilos semanales si se fija el precio en 17.5 Ps.

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Ejemplo 2

Suponga que la oferta mensual de zapatos para dama en una zapatería es de 120 pares cuando el precio es de 100 Ps. por par, y de 80 pares cuando el precio es de 65 Ps. por par. ¿Cuál es la ecuación general de la recta que define la relación entre el precio y la oferta? ¿Cuál será la cantidad ofertada si fija el precio en 90 Ps.?

Debemos considerar que si la oferta es de 120 pares cuando el precio es de 100 Ps., podemos representar esta información con el punto (120,100); de igual forma, si la oferta es de 80 pares cuando el precio es de 65 Ps., podemos representar esta información con el punto (80,65).

De esta forma, si contamos con estos dos puntos, podemos calcular la recta que pasa por estos dos usando la ecuación punto-punto. Entonces, si P_1 = (120,100) y P_2 = (80,65) son dos puntos en el plano cartesiano, calculamos el valor de la pendiente,

m = \ \frac{p_2 - p_1}{q_2 - q_1}
= \ \frac{65 - 100}{80 - 120}
= \ \frac{7}{8}

Posteriormente aplicamos la ecuación punto-pendiente, escogiendo el punto de nuestra preferencia. Usemos el punto P_1

\ (p - p_1) = m \cdot (q - q_1)
\Rightarrow \ (p - 65) = \frac{7}{8} \cdot (q - 80)
\Rightarrow \ p - 65 = \frac{7}{8} \cdot q - 70
\Rightarrow \ p = \frac{7}{8} \cdot q -70 + 65
\Rightarrow \ p = \frac{7}{8} \cdot q - 5

La recta que pasa por los puntos P_1 y P_2 es llamada la Ecuación de Oferta de zapatos para dama. Este tipo de ecuaciones siempre tendrá pendiente negativa y su gráfica será una recta decreciente.

Curva de Oferta | totumat.com

Para determinar cuál será la cantidad ofertada si se fija el precio en 90 Ps. debemos considerar la ecuación de oferta y sustituir el valor p = 90 en ella, posteriormente se despeja la variable q, de la siguiente forma

\Rightarrow \ 90 = \frac{7}{8} \cdot q - 5
\Rightarrow \ -\frac{7}{8} \cdot q = -90 - 5
\Rightarrow \ -\frac{7}{8} \cdot q = -95
\Rightarrow \ q = \frac{ \ -95 \ }{-\frac{7}{8}}
\Rightarrow \ q = \frac{760}{7}
\Rightarrow \ q \approx 108.57

Por lo tanto, la oferta de zapatos para damas será de aproximadamente 109 pares mensuales si se fija el precio en 90 Ps.


Debemos notar que en ambos ejemplos, las rectas que definen la oferta tienen pendiente positiva y en consecuencia, son rectas crecientes. Entonces concluimos que de forma general, si m > 0, cualquier ecuación de oferta tiene la forma

p = m \cdot q + b

Ecuación de Demanda | totumat.com

La Ecuación de Demanda

  1. La Curva de Demanda
    1. Ejemplos
      1. Ejemplo 1
      2. Ejemplo 2
  2. Ejercicios propuestos por los usuarios de totumat
    1. Ejercicio 1
    2. Ejercicio 2

Suponga que usted va al supermercado a comprar víveres semanalmente, y ve que un kilo de tomates tiene un precio de 200 Ps., le parece costoso pero decide llevar un kilo pues los necesita para cocinar. La semana siguiente vuelve al supermercado y ve que un kilo de tomates tiene un precio de 100 Ps, considerando que está en la mitad del precio de la semana anterior, usted decide llevar tres kilos.


Nota: Perolitos (Ps.) es la moneda oficial de totumat.


También pudiera interesarte

Esta situación se presenta de forma general, pues al considerar el precio de un artículo, los consumidores comprarán menos unidades del artículo cuando el precio es alto y comprarán más unidades del artículo cuando el precio es bajo, esto se conoce como la demanda de un artículo.

Entonces, si bien podemos intuir que la demanda de un artículo disminuye a medida que el precio del artículo aumenta, nuestro propósito será el de determinar la forma cuantificable esta relación.

La Curva de Demanda

Para esto, definimos un plano cartesiano cuyos ejes están definidos por la variable precio, denotada por p y la variable cantidad, denotada por q; para mantener la simplicidad de los modelos, consideraremos una economía simple, es decir, tal que las variables p y q sólo pueden tener valores positivos. De esta forma, nos ubicaremos sólo en el primer cuadrante del plano cartesiano.

Curva de Demanda | totumat.com

Veamos en los siguientes ejemplos, cómo conociendo la demanda y el precio de un artículo en un momento determinado, podemos definir rectas que describen de forma general la demanda del artículo.

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Ejemplos

Ejemplo 1

Suponga que la demanda diaria de zanahoria en una pequeña tienda de verduras de la ciudad es de 1 kilo cuando el precio es de 20 Ps. por kilo, y de 4 kilos cuando el precio es de 15 Ps. por kilo. ¿Cuál es la ecuación general de la recta que define la relación entre el precio y la demanda? ¿Cuál será la cantidad demandada si fija el precio en 17.5 Ps.?

Debemos considerar que si la demanda es de 1 kilo cuando el precio es de 20 Ps., podemos representar esta información como un punto (p,q) el plano cartesiano donde q=1 y p=20, es decir, el punto (1,20); de igual forma, si la demanda es de 4 kilos cuando el precio es de 15 Ps., podemos representar esta información con el punto (4,15).

De esta forma, si contamos con estos dos puntos, podemos calcular la recta que pasa por estos dos usando la ecuación punto-punto. Entonces, si P_1 = (1,20) y P_2 = (4,15) son dos puntos en el plano cartesiano, calculamos el valor de la pendiente,

m = \ \frac{p_2 - p_1}{q_2 - q_1}
= \ \frac{15 - 20}{4 - 1}
= \ -\frac{5}{3}

Posteriormente aplicamos la ecuación punto-pendiente, escogiendo el punto de nuestra preferencia. Usemos el punto P_1

\ (p - p_1) = m \cdot (q - q_1)
\Rightarrow \ (p - 20) = -\frac{5}{3} \cdot (q - 1)
\Rightarrow \ p - 20 = -\frac{5}{3} \cdot q + \frac{5}{3}
\Rightarrow \ p = -\frac{5}{3} \cdot q + \frac{5}{3} + 20
\Rightarrow \ p = -\frac{5}{3} \cdot q + \frac{65}{3}

La recta que pasa por los puntos P_1 y P_2 es llamada la Ecuación de Demanda de zanahoria. Este tipo de ecuaciones siempre tendrá pendiente negativa y su gráfica será una recta decreciente.

Curva de Demanda | totumat.com

Para determinar cuál será la cantidad demandada si se fija el precio en 17.5 Ps. debemos considerar la ecuación de demanda y sustituir el valor p= 17.5 en ella, posteriormente se despeja la variable q, de la siguiente forma

\Rightarrow \ 17.5 = -\frac{5}{3} \cdot q + \frac{65}{3}
\Rightarrow \ \frac{5}{3} \cdot q = -17.5 + \frac{65}{3}
\Rightarrow \ \frac{5}{3} \cdot q = \frac{25}{6}
\Rightarrow \ q = \frac{ \ \frac{25}{6} \ }{\frac{5}{3}}
\Rightarrow \ q = \frac{5}{2}
\Rightarrow \ q = 2.5

Por lo tanto, la demanda de zanahoria será de 2,5 kilos diarios si se fija el precio en 17.5 Ps.

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Ejemplo 2

Suponga que la demanda mensual de zapatos para dama en una zapatería es de 97 pares cuando el precio es de 100 Ps. por par, y de 141 pares cuando el precio es de 65 Ps. por par. ¿Cuál es la ecuación general de la recta que define la relación entre el precio y la demanda? ¿Cuál será la cantidad demandada si fija el precio en 90 Ps.?

Debemos considerar que si la demanda es de 97 pares cuando el precio es de 100 Ps., podemos representar esta información con el punto (97,100); de igual forma, si la demanda es de 141 pares cuando el precio es de 65 Ps., podemos representar esta información con el punto (141,65).

De esta forma, si contamos con estos dos puntos, podemos calcular la recta que pasa por estos dos usando la ecuación punto-punto. Entonces, si P_1 = (97,100) y P_2 = (141,65) son dos puntos en el plano cartesiano, calculamos el valor de la pendiente,

m = \ \frac{p_2 - p_1}{q_2 - q_1}
= \ \frac{65 - 100}{141 - 97}
= \ -\frac{35}{44}

Posteriormente aplicamos la ecuación punto-pendiente, escogiendo el punto de nuestra preferencia. Usemos el punto P_1

\ (p - p_1) = m \cdot (q - q_1)
\Rightarrow \ (p - 65) = -\frac{35}{44} \cdot (q - 141)
\Rightarrow \ p - 65 = -\frac{35}{44} \cdot q + \frac{4935}{44}
\Rightarrow \ p = -\frac{35}{44} \cdot q + \frac{4935}{44} + 65
\Rightarrow \ p = -\frac{35}{44} \cdot q + \frac{7795}{44}

La recta que pasa por los puntos P_1 y P_2 es llamada la Ecuación de Demanda de zapatos para dama. Este tipo de ecuaciones siempre tendrá pendiente negativa y su gráfica será una recta decreciente.

Curva de Demanda | totumat.com

Para determinar cual será la cantidad demandada si se fija el precio en 90 Ps. debemos considerar la ecuación de demanda y sustituir el valor p = 90 en ella, posteriormente se despeja la variable q, de la siguiente forma

\Rightarrow \ 90 = -\frac{35}{44} \cdot q + \frac{7795}{44}
\Rightarrow \ \frac{35}{44} \cdot q = -90 + \frac{7795}{44}
\Rightarrow \ \frac{35}{44} \cdot q = \frac{3835}{44}
\Rightarrow \ q = \frac{ \ \frac{3835}{44} \ }{\frac{35}{44}}
\Rightarrow \ q = \frac{767}{7}
\Rightarrow \ q \approx 109.57

Por lo tanto, la demanda de zapatos para damas será de aproximadamente 110 pares mensuales si se fija el precio en 90 Ps.


Debemos notar que en ambos ejemplos, las rectas que definen la demanda tienen pendiente negativa y en consecuencia, son rectas decrecientes. Entonces concluimos que de forma general, si m > 0, cualquier ecuación de demanda tiene la forma

p = -m \cdot q + b


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Ejercicios propuestos por los usuarios de totumat

Ejercicio 1

¿Me podrían ayudar a resolver el siguiente problema?

El equilibrio de mercado para un producto ocurre cuando se fabrican 13500 unidades a un precio de $45 por unidad, El fabricante no hace oferta de unidades con precio $10 y los consumidores no demandan unidades con precio $200.

  • Obtener la ecuación de demanda si se supone lineal.
  • Determinar el precio por unidad cuando se demandan 5000 unidades.

Gracias,
Mary.

Respuesta:

Lo primero que debemos hacer al abordar problemas de este tipo es identificar cuales son los elementos que se presentan para reescribirlos en lenguaje matemático. Estos son:

  • El punto de equilibrio: (13500,45).
  • El fabricante no ofrece cuando el precio es de $10: Este es el punto (0,10).
  • Los consumidores no demandan cuando el precio es de $200: Este es el punto (0,200).

Como se supone que la demanda es lineal, debemos calcular la ecuación de la recta que pasa por los puntos (0,10) y (13500,45). Para esto aplicamos la ecuación punto-punto:

(p - 200) = \frac{45-200}{13500-0} \cdot (q - 0)

\Rightarrow p - 200 = -\frac{155}{13500} \cdot q

\Rightarrow p = -\frac{155}{13500} \cdot q + 200

Esta última ecuación es la ecuación lineal de demanda y para determinar el precio por unidad cuando se demandan 5000 unidades, basta con sustituir q=5000 en la ecuación, esto es:

p = -\frac{155}{13500} \cdot (5000) + 200 = 142,5926

Ejercicio 2

Hola, ¿me podría ayudar con este ejercicio? Obtengo como resultado

q = p/-2

No sé si estoy resolviéndolo bien.

El enunciado del ejercicio es el siguiente: Cuando el precio de los relojes es de $1000 dólares, no hay demanda alguna; cuando es gratuito en el mercado se demandan 500 relojes; ¿Cuál es la ecuación de la demanda? Grafique y explique; ¿cuál es el precio techo que se puede vender en el mercado?

Muchas gracias.

Respuesta:

Lo primero que debemos hacer al abordar problemas de este tipo es identificar cuales son los elementos que se presentan para reescribirlos en lenguaje matemático. Estos son:

  • Cuando el precio de los relojes es de $1000 dólares, no hay demanda alguna: Este es el punto (0,1000).
  • Cuando es gratuito en el mercado se demandan 500 relojes: Este es el punto (500,0).

Como se supone que la demanda es lineal, debemos calcular la ecuación de la recta que pasa por los puntos (0,1000) y (500,0). Para esto aplicamos la ecuación punto-punto:

(p - 1000) = \frac{0-1000}{500-0} \cdot (q - 0)

\Rightarrow p - 1000 = -\frac{1000}{500} \cdot q

\Rightarrow p = -2 \cdot q + 1000

Posteriormente, podemos hacer un despeje para expresar esta ecuación como q en función de p, para obtener la siguiente ecuación:

q = -\frac{1}{2} \cdot p + 500

Esta última ecuación se puede apreciar gráficamente:

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Hermitcraft – How much Mycelium is worth the Diamond Throne?!

What is Hermitcraft?

Hermitcraft it’s a youtube gaming series based on the popular sandbox game Minecraft with notorious players from the platform usually called hermitcrafters or just hermits. There are diverse locations in the server where the hermits converge, but most of the action develop in the Shopping District, since that is the place where players set up stores to sell and buy all in-game items.

The Shopping District Map
The Shopping District Map
Courtesy: FalseSymmetry
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Elections were made to designate a mayor for the Shopping District, and since it was built on a mushroom biome, the new elected mayor renewed the appearance of the land by changing mycelium for grass but not everyone was happy about, thus the Mycelium Resistance was born.

While the Mycelium vs. Grass conflict started to heat up, the mayor started a «buy back!» program to motivate neutral hermits to eradicate mycelium from the district. The deal was: 2 stacks of 64 blocks of Mycelium for 5 diamonds.

Courtesy: Grian

The Grian math problem

The Mycelium Resistance «mother spore», Grian, saw this exchange program as the perfect plant to buy the diamond throne in exchange for all the mycelium harvested by resistance, so in his episode Hermitcraft 7: Episode 48 – BUYING THE THRONE he bumped into a curious math problem.

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We know roughly that there are seven a half stacks of diamonds (in the Diamond Throne)… So if we do some math very quickly, I need my calculator… This is like a math paper examination of school…

After saying that, Grian, was amazed that he needed actual math from high school to solve this problem and after thinking a bit, he stated an actual math problem like those in math books:

If you have nine diamonds per diamond block, and there are sixty four blocks in a stack, and there are seven and a half stacks, how many mycelium do you need to farm in order to take the diamond throne?

What we are going to do is to translate this question into math equations to solve the problem.

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The math translation

Considering the Mycelium Resistance already have 34 shulker boxes full of mycelium, let’s state what are the equalities we have:

  • 9 Diamonds is equal to 1 Diamond Block.
  • 64 Diamond Blocks are equal to 1 Diamond Blocks Stack.
  • 2 Mycelium Stack is equal to 5 Diamonds.
  • 1 Shulker Box full of Mycelium is equal to 27 Mycelium Stacks.
  • 34 Shulker Box full of Mycelium is equal to 918 Mycelium Stacks.
  • 7 \frac{1}{2} diamond block stacks is equal to how many mycelium blocks?

First thing we need to do, is check how many diamonds are in 7 \frac{1}{2} diamond block stacks. Since seven and a half is a mixed number represented by 7\frac{1}{2}, we have to rewrite it as a fraction, that is

7\frac{1}{2} = 7 + \frac{1}{2} = \frac{15}{2}

Then, we have \frac{15}{2} \cdot 64 diamond blocks, that is 480 diamond blocks, and that is 480 \cdot 9 = 4 320 diamonds.

We know that 2 Mycelium Stacks are equal to 5 Diamonds, in this way, we can state that if M denotes a Mycelium Stack and d denotes a diamond, then \frac{M}{2} = \frac{d}{5}. So, if we solve this equation for M, we have

M = \frac{5}{2} \cdot d

Considering this last equality, we can now replace d with 4 320, because that is the total of diamonds that the Diamond Throne, then, M = \frac{2}{5} \cdot 4 320 and that is 1 728.

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So, the Diamond Throne is worth 1 728 mycelium stacks. However, the question is how many mycelium do you need to farm in order to take the diamond throne? We have to remember that the Mycelium Resistance already have 34 shulker boxes full of mycelium, that is 918 Mycelium Stacks.

Then, the Mycelium Resistance needs to farm needs to farm 810 mycelium stacks in order to take the diamond throne, and that is 810 \div 27 = 30 shulker boxes full of mycelium.


La jerarquía de las operaciones y los signos de agrupación

  1. La jerarquía de las operaciones
    1. Ejemplos
      1. Ejemplo 1
      2. Ejemplo 2
      3. Ejemplo 3
      4. Ejemplo 4
      5. Ejemplo 5
      6. Ejemplo 6
  2. Los signos de agrupación
    1. Ejemplos
      1. Ejemplo 7
      2. Ejemplo 8
      3. Ejemplo 9
      4. Ejemplo 10
      5. Ejemplo 11
      6. Ejemplo 12

¿Qué es saber sumar, restar, multiplicar y dividir? Si bien, durante los estudios básicos de matemáticas aprendemos a efectuar cualquiera de las operaciones básicas, es poco lo que se indaga cuando estas operaciones se encuentran combinadas.

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La jerarquía de las operaciones

Al efectuar distintas operaciones entre números reales, resulta necesario especificar el orden en el que se deben efectuar las operaciones, esto es para evitar ambigüedades la hora de expresar los resultados. Entonces, si consideramos las operaciones de suma, resta, multiplicación y división; el orden en el que estas deben efectuarse es el siguiente:

La jerarquía de las operaciones | totumat.com

Es decir, primero se efectúan todos los productos, después todas las divisiones, después todas las sumas y por último, todas las restas.

La suma será expresada con una cruz ( + ). La resta será expresada con una raya horizontal ( - ). El producto o multiplicación será expresado con un punto ( \cdot ), aunque también se puede expresar con dos rayas cruzadas ( \times ). La división será expresada con dos puntos y una raya horizontal ( \div ) que denota un número sobre otro número, aunque también se puede expresar simplemente con dos puntos ( : ) o con una barra vertical ( / ).

Veamos en lo siguientes ejemplos como aplicar esta jerarquía de las operaciones al toparnos con expresiones que cuentan con distintas operaciones.



Ejemplos

Ejemplo 1

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

3 \cdot 2 + 5

En esta ocasión encontramos un producto y una suma. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar el producto, de esta forma, obtenemos

6 + 5

Posteriormente, efectuamos la suma y concluimos que el resultado será

11

Ejemplo 2

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

3 + 2 \cdot 5

En esta ocasión encontramos un producto y una suma. Notemos que a diferencia del ejemplo anterior, la suma aparece primero, sin embargo, la jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar el producto, de esta forma, obtenemos

3 + 10

Finalmente, efectuamos la suma y concluimos que el resultado será

13

Ejemplo 3

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

4 + 3 \cdot 6 - 7

En esta ocasión encontramos un producto, una suma y una resta. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar el producto, de esta forma, obtenemos

4 + 18 - 7

Posteriormente, efectuamos la suma,

22 - 7

Finalmente, efectuamos la resta

15

Ejemplo 4

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

-14 + 15 \div 3 + 20

En esta ocasión encontramos un producto, una suma y una resta. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar la división, de esta forma, obtenemos

-14 + 5 + 20

Posteriormente, efectuamos las sumas,

-14 + 25

Finalmente, efectuamos la resta

11



Ejemplo 5

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

20 - 5 \cdot 2 - 30 \div 10

En esta ocasión encontramos un producto, una división y dos resta. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar el producto, de esta forma, obtenemos

20 - 10 - 30 \div 10

Posteriormente, efectuamos la división,

20 - 10 - 3

En este caso, notamos que hay dos restas, entonces agrupamos las restas y las efectuamos

20 - 13

Finalmente, efectuamos la resta

7

Ejemplo 6

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

4 \cdot 3 + 7 \cdot 5 - 55 \div 11 + 9

En esta ocasión encontramos dos productos, una división, dos sumas y una resta. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar los productos, de esta forma, obtenemos

12 + 35 - 55 \div 11 + 9

Posteriormente, efectuamos la división,

12 + 35 - 5 + 9

En este caso, notamos que hay más de dos números sumando, entonces agrupamos las sumas

12 + 35 + 9 - 5

Posteriormente, efectuamos las sumas

56 - 5

Finalmente, efectuamos la resta

51




Los signos de agrupación

Hay expresiones en las que las jerarquía de las operaciones no basta para calcular un resultado, pues puede no estar muy claro cual es la operación que debe efectuarse. Por ejemplo, si consideramos la expresión

12 \div 2 \cdot 3

La jerarquía de las operaciones indica que primero debe efectuarse el producto, sin embargo, ¿es correcto multiplicar un número entero por un divisor? ¿Es correcto efectuar primero la división y después el producto? ¿Es correcto multiplicar el doce por el tres? No queda claro como efectuar esta operación correctamente.

Considerando esto, debemos definir una nueva herramienta que indique con claridad cuales son las operaciones que se deben efectuar primero, que llamaremos signos de agrupación.

Usaremos paréntesis ( \ ) para agrupar las operaciones que se deben efectuar antes de efectuar cualquier otra operación. De esta forma, si consideramos la operación

12 \div (2 \cdot 3)

Se está indicando que primero se debe efectuar el producto 2 \cdot 3, para obtener 12 \div 6 que a su vez, es igual a 2. Por otra parte, si consideramos la operación

(12 \div 2) \cdot 3

Se está indicando que primero se debe efectuar la división 12 \div 2, para obtener 6 \cdot 3 que a su vez, es igual a 18.

Notemos que ambos casos arrojan resultados distintos, ahí radica la importancia del uso de los paréntesis para agrupar las operaciones que se deben efectuar primero.

También puede ocurrir que debemos agrupar operaciones que entre números que ya están agrupados por otras operaciones, para esto usamos otros signos de agrupación: corchetes [ \ ] y llaves { \ }, sobre los cuales también definimos una jerarquía.

Es decir, primero se efectúan todas las operaciones que se encuentran entre paréntesis, después todas las operaciones que se encuentran entre corchetes y por último, todas las operaciones que se encuentran entre llaves.

Veamos en lo siguientes ejemplos como aplicar esta jerarquía de las operaciones y los signos de agrupación al toparnos con expresiones que cuentan con distintas operaciones.



Ejemplos

Ejemplo 7

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

3 \cdot (5 + 1)

Lo primero que debemos notar es que la suma 5 + 1 está encerrada en un paréntesis. La jerarquía de los signos de agrupación indica que primero debemos efectuar las operaciones que están dentro de los paréntesis, de esta forma, obtenemos

3 \cdot 6

Finalmente, efectuamos el producto,

18

Ejemplo 8

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

2 \cdot (9 - 2) + 10

Lo primero que debemos notar es que la resta 9 - 4 está encerrada en un paréntesis. La jerarquía de los signos de agrupación indica que primero debemos efectuar las operaciones que están dentro de los paréntesis, de esta forma, obtenemos

2 \cdot 7 + 10

La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar el producto, de esta forma, obtenemos

14 + 10

Finalmente, efectuamos la suma,

24

Ejemplo 9

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

3 + 4 \cdot [ 24 \div (2+6) + 5]

Debemos notar que hay dos signos de agrupación: paréntesis y corchetes. Esto se debe hay que agrupaciones de operaciones dentro de agrupaciones de operaciones.

La jerarquía de los signos de agrupación indica que primero debemos efectuar las operaciones que están dentro de los paréntesis, de esta forma, obtenemos

3 + 4 \cdot [ 24 \div 8 + 5]

Posteriormente, efectuamos las operaciones que se encuentran dentro de los corchetes. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar la división, obteniendo

3 + 4 \cdot [3 + 5]

Posteriormente, efectuamos la suma que se encuentra dentro de los corchetes,

3 + 4 \cdot 8

Posteriormente, efectuamos el producto,

3 + 32

Posteriormente, efectuamos la suma,

35

Ejemplo 10

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

100 - 2 \cdot \big[ (10 + 20) \div 15 - 5 \cdot (12 - 3) \big]

Debemos notar que hay dos signos de agrupación: paréntesis y corchetes. Esto se debe hay que agrupaciones de operaciones dentro de agrupaciones de operaciones.

La jerarquía de los signos de agrupación indica que primero debemos efectuar las operaciones que están dentro de los paréntesis, de esta forma, obtenemos

100 - 2 \cdot [ 30 \div 15 - 5 \cdot 9 ]

Posteriormente, efectuamos las operaciones que se encuentran dentro de los corchetes. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar el producto e incluso, en este caso podemos efectuar la división en el mismo paso sin que se altere el resultado, obteniendo

100 - 2 \cdot [ 2 - 45 ]

Posteriormente, efectuamos la resta que se encuentra dentro de los corchetes,

100 - 2 \cdot [ -43 ]

Posteriormente, efectuamos el producto y aplicando la ley de los signos, tenemos

100 + 86

Posteriormente, efectuamos la suma,

186



Ejemplo 11

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

5 - \{ 20 + 35 \div [17 - (3+7) + 25 \div (3+2) - 2] \}

Debemos notar que hay tres signos de agrupación: paréntesis, corchetes y llaves. Esto se debe hay que agrupaciones de operaciones dentro de agrupaciones de operaciones.

La jerarquía de los signos de agrupación indica que primero debemos efectuar las operaciones que están dentro de los paréntesis, de esta forma, obtenemos

5 - \{ 20 + 35 \div [17 - 10 + 25 \div 5 - 5] \}

Posteriormente, efectuamos las operaciones que se encuentran dentro de los corchetes. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar la división, obteniendo

5 - \{ 20 + 35 \div [17 - 10 + 5 - 5] \}

Posteriormente, agrupamos las sumas dentro de los corchetes

5 - \{ 20 + 35 \div [17 + 5 - 10 - 5] \}

Posteriormente, efectuamos las sumas que se encuentra dentro de los corchetes e incluso, en este caso podemos efectuar las restas en el mismo paso sin que se altere el resultado

5 - \{ 20 + 35 \div [22 - 15] \}

Posteriormente, efectuamos la resta,

5 - \{ 20 + 35 \div [7] \}

Posteriormente, efectuamos la división,

5 - \{ 20 + 5 \}

Posteriormente, efectuamos la suma,

5 - \{ 20 + 5 \}

Posteriormente, efectuamos la suma,

5 - \{ 25 \}

Finalmente, efectuamos la resta,

-20

Ejemplo 12

Calcule el resultado de la siguiente siguiente expresión matemática

72 + \cdot \{ -30 + 5 \cdot [4 + 2 \cdot (5-2) - 3 \cdot (1+4) - 2] \} \div [ 3 \cdot (10 - 7) ]

Debemos notar que hay tres signos de agrupación: paréntesis, corchetes y llaves. Esto se debe hay que agrupaciones de operaciones dentro de agrupaciones de operaciones.

La jerarquía de los signos de agrupación indica que primero debemos efectuar las operaciones que están dentro de los paréntesis, de esta forma, obtenemos

72 + \{ -30 + 5 \cdot [4 + 2 \cdot 3 - 3 \cdot 5 - 2] \} \div [ 3 \cdot 3 ]

Posteriormente, efectuamos las operaciones que se encuentran dentro de los corchetes. La jerarquía de las operaciones indica que primero debemos efectuar los productos, obteniendo

72 + \{ -30 + 5 \cdot [4 + 6 - 15 - 2] \} \div [ 9 ]

Posteriormente, efectuamos las sumas que se encuentra dentro de los corchetes e incluso, en este caso podemos efectuar las restas en el mismo paso sin que se altere el resultado

72 + \{ -30 + 5 \cdot [10 - 17] \} \div [ 9 ]

Posteriormente, efectuamos la resta que se encuentra dentro de los corchetes,

72 + \{ -30 + 5 \cdot [-3] \} \div [ 9 ]

Posteriormente, efectuamos el producto que se encuentra dentro de las llaves,

72 + \{ -30 - 15 \} \div [ 9 ]

Posteriormente, efectuamos la resta que se encuentra dentro de las llaves,

72 + \{ -45 \} \div [ 9 ]

Posteriormente, efectuamos la división,

72 - 5

Finalmente, efectuamos la resta,

-67


Punto de Intersección entre dos rectas | totumat.com

Point of intersection of two lines

If two straight lines intersect, we have mentioned that they intersect at a single point, however no mention has been made about the nature of this point. Graphically, the point of intersection between these two lines is the point where the two are exactly the same. From this fact, we can calculate the value of the coordinates that define it, formally, if we consider two lines expressed as follows

l_1 : y = m_1 x + b_1
l_2 : y = m_2 x + b_2

The point P_0 = (x_0,y_0) is the intersection point of l_1 and l_2, if the values of x_0 and y_0 satisfy both equations at the same time. This is known as a system of linear equations that consists of two equations and two unknowns, nevertheless, we will not elaborate on this topic since noticing that the lines are expressed in the form slope intercept, we will simply equalize the expressions that define them to later calculate the value of the unknowns.

Let’s see with some examples how to calculate the intersection point between two lines using this technique.

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Examples

Example 1

Calculate the intersection point between the lines l_1 : y = 3x-3 and l_2 : y = -x + 1.

For this we define our system of linear equations

l_1 : y = 3x-3
l_2 : y = -x + 1

We equal the two expressions that define these two lines, then we clear the variable x

3x-3 = -x + 1
\Rightarrow 3x + x = 1 + 3
\Rightarrow 4x = 4
\Rightarrow x = \frac{4}{4}
\Rightarrow x = 1

In this way, we can conclude that the coordinate value in the X-axis of the intersection point is x=1 and taking into account that this value is common in both lines, we can substitute it in the lines of our preference to calculate the value of y. Let’s substitute the value of x=1 in l_1:

y = 3(1)-3 \Rightarrow y = 3-3 \Rightarrow y=0

Note that if we substitute the value of x=1 in the l_2 line, we get the same value for y:

y = -(1) + 1 \Rightarrow y = -1+1 \Rightarrow y=0

Therefore, we conclude that the intersection point between the lines l_1 and l_2 is P_0 = (1,0) and we can also, locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cutting points with the axes.

Example 2

Calculate the intersection point between the lines l_1 : y = -4x-2 and l_2 : y = \frac{1}{4}x + 3.

For this we define our system of linear equations

l_1 : y = -4x-2
l_2 : y = \frac{1}{4}x + 3

We equal the two expressions that define these two lines, then we clear the variable x

-4x-2 = \frac{1}{4}x + 3
\Rightarrow -4x - \frac{1}{4}x = 3 + 2
\Rightarrow -\frac{17}{4}x = 5
\Rightarrow x = -\frac{20}{17}

In this way, we can conclude that the coordinate value in the X-axis of the intersection point is x=-\frac{20}{17}. Let us substitute this value in l_1:

y = -4\left( -\frac{20}{17} \right)-2 \Rightarrow y = \frac{80}{17} -2 \Rightarrow y = \frac{46}{17}

Therefore, we conclude that the intersection point between the lines l_1 and l_2 is P_0 = \left( -\frac{20}{17} , \frac{46}{17} \right) and we can also locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cut-off points with the axes.

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Example 3

Calculate the intersection point between the lines l_1 : y = x+5 and l_2 : y = 2.

In this case it is necessary to raise a system of equations, because as l_2 is a horizontal line, we simply substitute the value of y that defines it in the line l_1 and from there, we calculate the value of x. Then, if y=2 we have to

2 = x+5 \Rightarrow -x = 5-2 \Rightarrow -x = 3 \Rightarrow x = -3

Therefore, we conclude that the point of intersection between the lines l_1 and l_2 is P_0 = \left( -3 , 2 \right) and we can also locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cutting points with the axes.

Example 4

Calculate the intersection point between the lines l_1 : y = -\frac{1}{5}x+2 and l_2 : x = -1.

In this case it is necessary to raise a system of equations, because as l_2 is a vertical line, we simply substitute the value of x that defines it in the line l_1 and from there, we calculate the value of y. Then, if x=-1 we have to

y = -\frac{1}{5}(-1)+2 \Rightarrow y = \frac{1}{5}+2 \Rightarrow y = \frac{11}{5}

Therefore, we conclude that the point of intersection between the lines l_1 and l_2 is P_0 = \left( -1 , \frac{11}{5} \right) and we can also locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cut-off points with the axes.

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Example 5

Calculate the intersection point between the lines l_1 : y = -3 and l_2 : x = 4.

In this case it is necessary to raise a system of equations, because being l_1 a horizontal line and l_2 a vertical line, we can immediately conclude that the point of intersection between them is (4,-3) and we can also locate it in the Cartesian plane.


We have seen the cases of intersections where the lines are expressed in the slope-ordered form, we now see the case in which we have lines expressed in a general way. formally, if we consider two lines expressed in the following way

l_1 : a_1 x + b_1 y + c_1 = 0
l_2 : a_2 x + b_2 y + c_2 = 0

Again, the point P_0 = (x_0,y_0) is the point of intersection of l_1 and l_2, if the values of x_0 and y_0 satisfy both equations at the same time. However, the way to deal with this type of case is slightly different from a pending-ordered case.

In these cases it does not make sense to equalize the two expressions that define the lines, so the technique to find the solution consists in making operations between both equations to cancel one of the two variables. Let’s see with some examples how to calculate the solution of this type of systems of equations.

Examples

Example 6

Calculate the intersection point between the lines l_1 : 2 x + 2 y - 1 = 0 and l_2 : - 2 x + y + 4 = 0.

For this we define our system of linear equations

l_1 : 2 x + 2 y - 1 = 0
l_2 : - 2 x + y + 4 = 0

In this particular case, we can notice that in one equation is the expression 2x and in the other, the expression -2x, therefore, we can add both equations to obtain that

Considering the resulting equation, we can clear the variable y, and thus obtain the value y_0 of our point of intersection.

0x + 3y + 3 = 0
\Rightarrow 3y + 3 = 0
\Rightarrow 3y = -3
\Rightarrow y = -\frac{3}{3}
\Rightarrow y = - 1

In this way, we can conclude that the value of the Y-axis coordinate of the intersection point is y=-1 and taking into account that this value is common in both lines, we can substitute it in the lines of our preference to calculate the value of x. Let’s substitute the value of y=-1 in l_1:

2 x + 2 (-1) - 1 = 0
\Rightarrow 2x - 2 - 1 = 0
\Rightarrow 2x - 3 = 0
\Rightarrow 2x = 3
\Rightarrow x = \frac{3}{2}

Therefore, we conclude that the intersection point between the l_1 and l_2 lines is P_0 = \left( \frac{3}{2}, -1 \right) and we can also locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cut-off points with the axes.

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Example 6

Calculate the intersection point between the lines l_1 : 2 x + 2 y - 1 = 0 and l_2 : - 2 x + y + 4 = 0.

For this we define our system of linear equations

l_1 : 2 x + 2 y - 1 = 0
l_2 : - 2 x + y + 4 = 0

In this particular case, we can notice that in one equation is the expression 2x and in the other, the expression -2x, therefore, we can add both equations to obtain that

Considering the resulting equation, we can clear the variable y, and thus obtain the value y_0 of our point of intersection.

0x + 3y + 3 = 0
\Rightarrow 3y + 3 = 0
\Rightarrow 3y = -3
\Rightarrow y = -\frac{3}{3}
\Rightarrow y = - 1

In this way, we can conclude that the value of the Y-axis coordinate of the intersection point is y=-1 and taking into account that this value is common in both lines, we can substitute it in the lines of our preference to calculate the value of x. Let’s substitute the value of y=-1 in l_1:

2 x + 2 (-1) - 1 = 0
\Rightarrow 2x - 2 - 1 = 0
\Rightarrow 2x - 3 = 0
\Rightarrow 2x = 3
\Rightarrow x = \frac{3}{2}

Therefore, we conclude that the intersection point between the l_1 and l_2 lines is P_0 = \left( \frac{3}{2}, -1 \right) and we can also locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cut-off points with the axes.

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Example 7

Calculate the intersection point between the lines l_1 : 3 x - 5 y + 2 = 0 and l_2 : x + y - 2 = 0.

For this we define our system of linear equations

l_1 : 3 x - 5 y + 2 = 0
l_2 : x + y - 2 = 0

In the previous case we could cancel with relative simplicity the variable x but in this particular case, we can notice that if we multiply the second equation by 5 we obtain

l_1 : 3 x - 5 y + 2 = 0
l_2 : 5x + 5y - 10 = 0

Now, we can notice that in one equation is the expression -5y and in the other, the expression 5y, therefore, we can add both equations to obtain that

Considering the resulting equation, we can clear the variable x, and thus obtain the value x_0 of our point of intersection.

8x + 0y - 8 = 0
\Rightarrow 8x - 8 = 0
\Rightarrow 8y = 8
\Rightarrow y = \frac{8}{8}
\Rightarrow y = 1

In this way, we can conclude that the coordinate value in the X-axis of the intersection point is x=1 and taking into account that this value is common in both lines, we can substitute it in the lines of our preference to calculate the value of y. Let’s substitute the value of x=1 in l_1:

3 (1) - 5 y + 2 = 0
\Rightarrow 3 - 5y + 2 = 0
\Rightarrow -5x + 5 = 0
\Rightarrow -5x = -5
\Rightarrow x = \frac{-5}{-5}
\Rightarrow x = 1

Therefore, we conclude that the intersection point between the l_1 and l_2 lines is P_0 = \left( 1, 1 \right) and we can also, locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cutting points with the axes.

Example 8

Calculate the intersection point between the lines l_1 : 6 x - 5 y + 4 = 0 and l_2 : 4 x + 3 y - 5 = 0.

For this we define our system of linear equations

l_1 : 6 x - 5 y + 4 = 0
l_2 : 4 x + 3 y - 5 = 0

In this case we must notice that the variables are accompanied by different coefficients, so it is not enough to multiply only one equation to cancel terms. We must then, multiply both equations by numbers that help us to cancel summands. Let us multiply the first equation by 4 and the second equation by -6.

l_1 : 24 x - 20 y + 16 = 0
l_2 : -24 x - 18 y + 30 = 0

Now, we can notice that in one equation is the expression 24x and in the other, the expression -24y, therefore, we can add both equations to obtain that

Considering the resulting equation, we can clear the variable x, and thus obtain the value x_0 of our point of intersection.

0x - 38y + 36 = 0
\Rightarrow -38y + 36 = 0
\Rightarrow -38y = -36
\Rightarrow y = \frac{38}{36}
\Rightarrow y = \frac{19}{18}

In this way, we can conclude that the value of the Y-axis coordinate of the intersection point is y = \frac{19}{18} and taking into account that this value is common in both lines, we can substitute it in the lines of our preference to calculate the value of x. Let’s substitute the value of y = \frac{19}{18} in l_2:

4 x + 3 \left( \frac{19}{18} \right) - 5 = 0
\Rightarrow 4 x + \frac{19}{6} - 5 = 0
\Rightarrow 4 x - \frac{11}{6} = 0
\Rightarrow 4 x = \frac{11}{6}
\Rightarrow x = \frac{11}{24}

Therefore, we conclude that the point of intersection between the lines l_1 and l_2 is P_0 = \left(\frac{11}{24},\frac{19}{18}\right) and we can also locate it in the Cartesian plane. We graph both lines making a table of values considering only the cut-off points with the axes.