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Matemáticas · 3.º Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general

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Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general

✦ Cuando la x está elevada al cuadrado, ya no se despeja en un paso: se factoriza o se usa la fórmula que da las dos soluciones de golpe · Matemáticas · Saberes y Pensamiento Científico · en 12 minutos

Roadwise Consulting

Firmado y verificado · Fernando Castro

Objetivo: Resolver ecuaciones de segundo grado por factorización y con la fórmula general, calculando primero el discriminante para anticipar cuántas soluciones reales tiene la ecuación.

12 min 14–15 años
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Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general

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Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general

Parábola que cruza el eje x en dos puntos, representando las dos soluciones de una ecuación cuadrática.
Las soluciones de una cuadrática son los puntos donde la parábola toca el eje x. Imagen: Wikimedia Commons.

Primero intenta factorizar

Si encuentras dos números que multiplicados den el término de atrás y sumados den el de en medio, la ecuación se parte en dos. Para x² − 5x + 6 = 0 buscas dos números que multiplicados den 6 y sumados den −5: son −2 y −3. Entonces (x − 2)(x − 3) = 0 y las soluciones son x = 2 y x = 3.

Cálculo renglón a renglón que identifica los coeficientes, calcula el discriminante y obtiene las dos soluciones de la ecuación x cuadrado menos 5x más 6.
Cuando factorizar no es obvio, la fórmula general siempre funciona.

La fórmula general y el discriminante

Para cualquier ecuación a x² + b x + c = 0, las soluciones salen de una sola fórmula. Lo que vive debajo de la raíz, b² − 4ac, se llama discriminante y te avisa cuántas soluciones reales hay.

Fórmula general (solución con el signo más)
x=−b+b2−4ac2a
La otra solución es idéntica pero con el signo menos antes de la raíz.
Discriminante
D=b2−4ac
Si D es positivo hay dos soluciones; si es cero, una; si es negativo, ninguna real.
Calcular D primero te ahorra trabajar: sabes qué esperar antes de despejar.
Discriminante DSignificaEjemplo
mayor que 0dos soluciones realesx² − 5x + 6 (D = 1)
igual a 0una soluciónx² − 4x + 4 (D = 0)
menor que 0ninguna solución realx² + x + 1 (D = −3)

¿Cuántas soluciones reales tiene x² − 4x + 4 = 0?

Una ecuación de segundo grado siempre tiene exactamente dos soluciones reales

En la fórmula general, el valor de (b² − 4ac) indica cuántas soluciones reales tiene la ecuación.

Clasifica cada ecuación según cuántas soluciones reales tiene.

Arrastra cada ficha a su categoría (o tócala y luego toca la categoría). También puedes usar el teclado.

Tarjetas de la cuadrática

x²
segundo grado
(x−2)(x−3)=0
x=2 o x=3
D mayor que 0
dos soluciones
D igual a 0
una solución
D menor que 0
ninguna real
fórmula
menos b, más o menos la raíz de D, todo entre 2a

Toca una tarjeta para ver la respuesta.

Vocabulario del segundo grado

Busca las seis palabras; algunas están invertidas.

Toca la primera letra y luego la última de cada palabra (en línea recta) para marcarla.

Fórmula general explicada
Sustituye a, b y c en la fórmula y resuelve una ecuación completa.

Conceptos erróneos

  • «Toda cuadrática tiene dos soluciones»: no; si el discriminante es cero tiene una, y si es negativo ninguna real.
  • «La fórmula general es la única forma: no; si la ecuación factoriza fácil, es más rápido.
  • «El discriminante es opcional: no; calcularlo primero te ahorra trabajo y te dice qué esperar.

Ejemplo resuelto

  1. Resuelve x² − 7x + 12 = 0.
  2. Identifica coeficientes: a = 1, b = −7, c = 12.
  3. Calcula el discriminante: D = 49 − 48 = 1 (positivo, así que hay dos soluciones).
  4. Aplica la fórmula: x = (7 ± 1) / 2.
  5. Soluciones: x = 4 y x = 3.
  6. Comprueba: 4² − 7(4) + 12 = 0 ✓ y 3² − 7(3) + 12 = 0 ✓.

¿Para qué sirve?

Las cuadráticas modelan trayectorias de proyectiles (pelotas, cohetes), áreas de rectángulos con perímetro fijo, y el punto de máximo beneficio en economía. En física, la posición de un objeto en caída libre es una función cuadrática del tiempo.

Resuelve x² − 7x + 12 = 0 de dos maneras: factorizando y con la fórmula general. ¿Te dan las mismas dos soluciones? ¿Cuál método te resultó más rápido aquí?

Busca dos números que multiplicados den 12 y sumados 7: son 3 y 4.

Tu texto se guarda sólo en este dispositivo.

SEP · MX-SEC-G3-MAT-C02-P02 · resuelve problemas cuyo planteamiento es una ecuación cuadrática

Muchos problemas reales se escriben como ecuación CUADRÁTICA: ax² + bx + c = 0, con a ≠ 0. Aparecen cuando una cantidad depende del cuadrado de otra —la altura de un objeto lanzado hacia arriba (h = v₀t − 4.9t²), el área de un rectángulo que crece, la trayectoria de un balón, el precio que maximiza una ganancia—. El primer paso no es calcular: es TRADUCIR el enunciado a la ecuación, definiendo qué representa x y cuáles son a, b y c.

Resuelta la ecuación con factorización, completar el cuadrado o la FÓRMULA GENERAL x = (−b ± √(b² − 4ac)) / 2a, llega lo más importante: INTERPRETAR la solución en el contexto. Un problema de área no admite una raíz negativa; el tiempo de caída solo admite valores positivos, y una de las dos raíces suele ser la respuesta mientras la otra se descarta por no tener sentido físico. Verifica sustituyendo la solución en la ecuación original: si ambos lados coinciden, el planteamiento estaba bien.

Comprueba lo que aprendiste

Un rectángulo cuyo largo es el doble de su ancho x tiene área 50. Su planteamiento cuadrático es:

En un problema de área, una raíz negativa de la ecuación cuadrática se descarta porque no tiene sentido en el contexto.

Explicación visual: Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general

  1. Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general
  2. Por eso hay dos respuestas
  3. Fórmula general (solución con el signo más)
  4. Discriminante
  5. Comparemos columna por columna
  6. Conceptos erróneos
  7. Ejemplo resuelto
  8. Escena 8

    Antes de continuar, responde mirando esta idea. Mira la escena «Ejemplo resuelto». Con tus palabras: ¿qué explica y por qué importa? Añade un ejemplo tuyo y señala qué parte aún te confunde.

Vinculación con el programa oficial

Conexión con el programa oficial SEP

Este objeto desarrolla los siguientes aprendizajes esperados del Programa Sintético (Fase 6) y está vinculado a ellos en el marco curricular:

  • MX-SEC-G3-MAT-C02-P01 — Resuelve ecuaciones de la forma Ax2+Bx+C=0 por factorización y fórmula general.
  • MX-SEC-G3-MAT-C02-P02 — Resuelve problemas cuyo planteamiento es una ecuación cuadrática.
  • MX-SEC-G3-MAT-C01-P01 — Representa algebraicamente áreas y volúmenes de cuerpos geométricos y calcula el valor de una variable en función de las
  • MX-SEC-G3-MAT-C07-P01 — Lee, interpreta y comunica información de cualquier tipo de gráficas.

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Las respuestas y tu progreso se guardan sólo en este dispositivo. Contenido firmado por su autoría mediante Lumbre.

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Este aprendizaje se relaciona con el programa oficial de SEP · Plan de Estudios 2022 · Secundaria. Forma parte de lo que se espera que aprendas en secundaria.

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Alineación curricular Lumbre · Relacionado con el programa oficial. Lumbre no está aprobada, certificada ni validada por la SEP.

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Elige el ángulo que más te ayude. Nada es obligatorio ni cuenta como nota.

Repasa esto primeroRepaso: antes de «Ecuaciones cuadráticas y la fórmula general» necesitas poder…

Lo que ya debes dominar

  • Operar con números con signo
  • Transitar entre fracción, decimal y porcentaje

↑ Volver al objeto

Paso a pasoTraduce y resuelve

Inventa un problema de área o de tiro parabólico. Escríbelo como ax²+bx+c=0, resuélvelo con la fórmula general y explica por qué eliges una de las dos raíces.

↑ Volver al objeto

Llegaste aquí desde otro camino. Puedes seguir aquí el tiempo que quieras.

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Rutas vivas

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No es un listado al azar: cada camino responde una pregunta distinta y te dice por qué.

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