Matemática · Álgebra

Sistemas de Ecuaciones

Dos ecuaciones, dos incógnitas — método de sustitución, y las tres formas clásicas de resolverlo, más su interpretación gráfica.

¿Qué es un sistema de ecuaciones?

Es un conjunto de dos (o más) ecuaciones con las mismas dos incógnitas (x e y), donde buscas el par de valores que hace verdaderas a las dos ecuaciones a la vez. No alcanza con resolver una sola — la solución tiene que cumplir ambas.

a₁x + b₁y = c₁
a₂x + b₂y = c₂

La solución es un par ordenado (x, y) — el único punto que satisface las dos ecuaciones al mismo tiempo.

Piénsalo así Imagina que dos amigos te dan pistas sobre cuánto dinero tienes: uno te dice "si duplico lo que tienes, da 20", el otro te dice "si le resto 3, da 7". Cada pista sola no te dice el número exacto — pero juntas, sí. Un sistema de ecuaciones es exactamente eso: dos pistas que, combinadas, dejan un único número posible (o a veces ninguno, o infinitos).

Método de sustitución

Es el método más intuitivo: despejas una incógnita en una de las ecuaciones, y la reemplazas ("sustituyes") en la otra. Así te queda una sola ecuación con una sola incógnita, que ya sabes resolver.

  1. Despeja una variable (por ejemplo, y) en una de las dos ecuaciones.
  2. Sustituye esa expresión en la otra ecuación — te queda una ecuación con una sola incógnita.
  3. Resuelve esa ecuación para encontrar el primer valor.
  4. Reemplaza ese valor en cualquiera de las ecuaciones originales para encontrar el segundo.

Resuelve un sistema por sustitución

Forma: a₁x + b₁y = c₁  /  a₂x + b₂y = c₂

Ejemplo, paso a paso

Resuelve: x + y = 10  /  x − y = 2

Despejamos x en la primera: x = 10 − y

Sustituimos en la segunda: (10 − y) − y = 2 → 10 − 2y = 2 → −2y = −8 → y = 4

Reemplazamos y=4 en x = 10 − y → x = 10 − 4 = x = 6

Solución: (6, 4) — comprobación: 6+4=10 ✓ y 6−4=2 ✓

Ejercicios con respuesta

  1. Resuelve por sustitución: x + y = 7  /  x − y = 1
    Ver respuestaDe la primera: x=7−y. Sustituyendo: (7−y)−y=1 → 7−2y=1 → y=3. Entonces x=7−3=4. Solución: (4, 3)
  2. Resuelve por sustitución: y = 2x  /  x + y = 9
    Ver respuestaYa está despejada y. Sustituyendo: x+2x=9 → 3x=9 → x=3. Entonces y=2×3=6. Solución: (3, 6)
  3. ¿Por qué la solución de un sistema es un par de valores, y no uno solo?
    Ver respuestaPorque hay dos incógnitas (x e y) que deben cumplir ambas ecuaciones a la vez — un solo valor no alcanza para describir un punto, hacen falta las dos coordenadas.

Los otros dos métodos algebraicos

Igualación: despejas la misma incógnita en ambas ecuaciones, y como las dos expresiones valen lo mismo (son iguales a esa incógnita), las igualas entre sí.

Reducción (o suma y resta): multiplicas una o ambas ecuaciones por un número para que los coeficientes de una incógnita queden opuestos, y luego sumas las dos ecuaciones — esa incógnita se cancela.

Sustitución · Igualación · Reducción → los tres llegan a la misma solución

No hay un método "correcto" — cada sistema tiene uno que resulta más rápido según cómo estén escritas sus ecuaciones.

Resuelve por reducción

Forma: a₁x + b₁y = c₁  /  a₂x + b₂y = c₂

Método gráfico: dos rectas que se cruzan

Cada ecuación es una recta. La solución del sistema es el punto donde ambas rectas se cruzan — usa los valores de arriba para verlo.

Los tres casos posibles

Gráficamente, dos rectas solo pueden relacionarse de tres formas — y eso te dice de antemano qué tipo de solución vas a encontrar:

  • Se cruzan en un punto → sistema compatible determinado: una única solución (x, y).
  • Son paralelas (nunca se tocan) → sistema incompatible: no hay solución.
  • Son la misma recta → sistema compatible indeterminado: infinitas soluciones (todos los puntos de esa recta).

Ejemplo

Resuelve por reducción: 3x + 2y = 16  /  2x − 2y = 4

Los coeficientes de y ya son opuestos (2 y −2) — sumamos las dos ecuaciones directamente:

(3x + 2y) + (2x − 2y) = 16 + 4 → 5x = 20 → x = 4

Reemplazamos x=4 en la primera: 3×4 + 2y = 16 → 12 + 2y = 16 → 2y = 4 → y = 2

Solución: (4, 2)

Ejercicios con respuesta

  1. Resuelve por reducción: x + y = 8  /  x − y = 2
    Ver respuestaSumando: 2x=10 → x=5. Reemplazando: 5+y=8 → y=3. Solución: (5, 3)
  2. Resuelve por igualación: y = 3x − 1  /  y = x + 5
    Ver respuestaComo ambas son igual a y: 3x−1=x+5 → 2x=6 → x=3. Entonces y=3+5=8. Solución: (3, 8)
  3. Si al graficar dos rectas de un sistema resultan paralelas, ¿qué tipo de sistema es y cuántas soluciones tiene?
    Ver respuestaEs un sistema incompatible — no tiene solución, porque las rectas nunca se cruzan.
  4. ¿Qué significa que un sistema sea "compatible indeterminado"?
    Ver respuestaQue las dos ecuaciones representan la misma recta — cualquier punto de esa recta es solución, así que hay infinitas soluciones.

Preguntas frecuentes

¿Cómo elijo qué método usar: sustitución, igualación o reducción?

Si una ecuación ya tiene una variable despejada (como y=2x+1), sustitución es directo. Si ambas ecuaciones ya tienen la misma variable despejada, igualación es más rápido. Si los coeficientes de una variable son iguales o fáciles de igualar multiplicando, reducción suele ser el más corto.

¿Un sistema de ecuaciones siempre tiene solución?

No — puede tener una única solución, ninguna (si las rectas son paralelas), o infinitas (si son la misma recta). Los tres casos son igual de válidos como respuesta.

¿Por qué se llama sistema "2x2"?

Porque tiene 2 ecuaciones y 2 incógnitas. También existen sistemas más grandes (3x3, con tres ecuaciones y tres incógnitas), pero siguen la misma lógica general.