4.2: Gráfica ecuaciones lineales en dos variables
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- Reconocer la relación entre las soluciones de una ecuación y su gráfica.
- Grafique una ecuación lineal trazando puntos.
- Grafica líneas verticales y horizontales.
Antes de comenzar, toma este cuestionario de preparación.
- Evaluar\(3x+2\) cuándo\(x=−1\).
Si te perdiste este problema, revisa Ejercicio 1.5.34. - Resolver\(3x+2y=12\) por y en general.
Si te perdiste este problema, revisa el Ejercicio 2.6.16.
Reconocer la relación entre las soluciones de una ecuación y su gráfica
En la sección anterior, encontramos varias soluciones a la ecuación\(3x+2y=6\). Se listan en la Tabla\(\PageIndex{1}\). Entonces, los pares ordenados (0,3), (2,0), y\((1,\frac{3}{2})\) son algunas soluciones a la ecuación\(3x+2y=6\). Podemos trazar estas soluciones en el sistema de coordenadas rectangulares como se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\).
3x+2y=6 | ||
x | y | (x, y) |
0 | 3 | (0,3) |
2 | 0 | (2,0) |
1 | \(\frac{3}{2}\) | \((1, \frac{3}{2})\) |
¿Observa cómo se alinean perfectamente los puntos? Conectamos los puntos con una línea para obtener la gráfica de la ecuación 3x+2y=6. Ver Figura\(\PageIndex{2}\). Observe las flechas en los extremos de cada lado de la línea. Estas flechas indican que la línea continúa.
Cada punto de la línea es una solución de la ecuación. Además, cada solución de esta ecuación es un punto en esta línea. Los puntos que no están en la línea no son soluciones.
Observe que el punto cuyas coordenadas son (−2,6) está en la línea que se muestra en la Figura\(\PageIndex{3}\). Si sustituye x=−2 e y=6 en la ecuación, encuentra que es una solución a la ecuación.
Entonces el punto (−2,6) es una solución a la ecuación\(3x+2y=6\). (La frase “el punto cuyas coordenadas son (−2,6)” a menudo se acorta a “el punto (−2,6)”).
La gráfica de una ecuación lineal Ax+By=C es una línea.
- Cada punto de la línea es una solución de la ecuación.
- Toda solución de esta ecuación es un punto en esta línea.
Se muestra la gráfica de y=2x−3.
Por cada par ordenado, decida:
- ¿El par ordenado es una solución a la ecuación?
- ¿Está el punto en la línea?
A (0, −3) B (3,3) C (2, −3) D (−1, −5)
- Contestar
-
Sustituir los valores x - e y - en la ecuación para verificar si el par ordenado es una solución a la ecuación.
- 1.
- 2. Trazar los puntos A (0,3), B (3,3), C (2, −3) y D (−1, −5).
-
Los puntos que son soluciones a y=2x−3 están en la línea, pero el punto que no es una solución no está en la línea.
Los puntos (0,3), (3,3) y (−1, −5) están en la línea y=2x−3, y el punto (2, −3) no está en la línea.
Usa la gráfica de y=3x−1 para decidir si cada par ordenado es:
- una solución a la ecuación.
- en la línea.
- (0, −1)
- (2,5)
- Contestar
-
- si, si
- si, si
Usa la gráfica de y=3x−1 para decidir si cada par ordenado es:
- una solución a la ecuación
- en la línea
- (3, −1)
- (−1, −4)
- Contestar
-
- no, no
- si, si
Graficar una ecuación lineal trazando puntos
Existen varios métodos que se pueden utilizar para graficar una ecuación lineal. El método que usamos para graficar 3x+2y=6 se llama puntos de trazado, o el Método Punto-Trazado.
Grafica la ecuación y=2x+1 trazando puntos.
- Contestar
Grafica la ecuación trazando puntos: y=2x−3.
- Contestar
Grafica la ecuación trazando puntos: y=−2x+4.
- Contestar
Los pasos a seguir al graficar una ecuación lineal trazando puntos se resumen a continuación.
- Encuentra tres puntos cuyas coordenadas son soluciones a la ecuación. Organizarlos en una mesa.
- Trazar los puntos en un sistema de coordenadas rectangulares. Comprueba que los puntos se alineen. Si no lo hacen, revisa cuidadosamente tu trabajo.
- Dibuja la línea a través de los tres puntos. Extiende la línea para llenar la cuadrícula y coloca flechas en ambos extremos de la línea.
Es cierto que sólo se necesitan dos puntos para determinar una línea, pero es un buen hábito usar tres puntos. Si solo trazas dos puntos y uno de ellos es incorrecto, aún puedes dibujar una línea pero no representará las soluciones a la ecuación. Será la línea equivocada.
Si usas tres puntos, y uno es incorrecto, los puntos no se alinearán. Esto te dice que algo anda mal y necesitas revisar tu trabajo. Observe la diferencia entre la parte (a) y la parte (b) en la Figura\(\PageIndex{4}\).
Hagamos otro ejemplo. Esta vez, mostraremos los dos últimos pasos todos en una grilla.
Grafica la ecuación y=−3x.
- Contestar
-
Encuentra tres puntos que son soluciones a la ecuación. Aquí, nuevamente, es más fácil elegir valores para x. ¿Ves por qué?
-
Enlistamos los puntos en la Tabla\(\PageIndex{2}\).
Mesa\(\PageIndex{2}\) y=−3x x y (x, y) 0 0 (0,0) 1 −3 (1, −3) −2 6 (−2,6) Trace los puntos, verifique que se alineen y dibuje la línea.
Grafica la ecuación trazando puntos: y=−4x.
- Contestar
Grafica la ecuación trazando puntos: y=x.
- Contestar
Cuando una ecuación incluye una fracción como coeficiente de x, todavía podemos sustituir cualquier número por x. Pero la matemática es más fácil si hacemos “buenas” elecciones para los valores de x. De esta manera evitaremos respuestas de fracciones, que son difíciles de graficar con precisión.
Grafica la ecuación\(y = \frac{1}{2}x + 3\).
- Contestar
-
Encuentra tres puntos que son soluciones a la ecuación. Dado que esta ecuación tiene la fracción\(\frac{1}{2}\) como un coeficiente de x, elegiremos valores de x cuidadosamente. Usaremos cero como una opción y múltiplos de 2 para las otras opciones. ¿Por qué los múltiplos de 2 son una buena opción para valores de x?
-
Los puntos se muestran en la Tabla\(\PageIndex{3}\).
Mesa\(\PageIndex{3}\) y=12x+3 x y (x, y) 0 3 (0,3) 2 4 (2,4) 4 5 (4,5) -
Trace los puntos, verifique que se alineen y dibuje la línea.
Grafica la ecuación\(y = \frac{1}{3}x - 1\).
- Contestar
Grafica la ecuación\(y = \frac{1}{4}x + 2\).
- Contestar
Hasta ahora, todas las ecuaciones que graficamos tenían y dadas en términos de x Ahora vamos a graficar una ecuación con x e y en el mismo lado. Veamos qué pasa en la ecuación 2x+y=3. Si y=0 ¿cuál es el valor de x?
Este punto tiene una fracción para la coordenada x y, si bien podríamos graficar este punto, es difícil ser precisos graficando fracciones. Recuerda en el ejemplo y=12x+3, elegimos cuidadosamente los valores para x para no graficar fracciones en absoluto. Si resolvemos la ecuación 2x+y=3 para y, será más fácil encontrar tres soluciones a la ecuación.
\[\begin{aligned} 2 x+y &=3 \\ y &=-2 x+3 \end{aligned}\]
Las soluciones para x=0, x=1 y x=−1 se muestran en la Tabla\(\PageIndex{4}\). La gráfica se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\).
2x+y=3 | ||
x | y | (x, y) |
0 | 3 | (0,3) |
1 | 1 | (1,1) |
−1−1 | 5 | (−1,5) |
¿Puedes localizar el punto\((\frac{3}{2}, 0)\) que encontramos dejando y=0, en la línea?
Grafica la ecuación 3x+y=−1.
- Contestar
-
\(\begin{array}{lrll} { \text { Find three points that are solutions to the equation. } } & {3 x+y} &{=} &{-1} \\ {\text { First solve the equation for } y.} &{y} &{=} &{-3 x-1} \end{array}\)
Dejaremos que x sea 0, 1 y −1 para encontrar 3 puntos. Los pares ordenados se muestran en la Tabla\(\PageIndex{5}\). Trace los puntos, verifique que se alineen y dibuje la línea. Ver Figura\(\PageIndex{6}\).
Mesa\(\PageIndex{5}\) 3x+y=−1 x y (x, y) 0 −1 (0, −1) 1 −4 (1, −4) −1 2 (−1,2)
Grafica la ecuación 2x+y=2.
- Contestar
Grafica la ecuación 4x+y=−3.
- Contestar
Si puedes elegir tres puntos para graficar una línea, ¿cómo sabrás si tu gráfica coincide con la que se muestra en las respuestas del libro? Si los puntos donde las gráficas cruzan los ejes x e y son iguales, ¡las gráficas coinciden!
La ecuación en Ejercicio\(\PageIndex{13}\) se escribió en forma estándar, con tanto x como y en el mismo lado. Resolvimos esa ecuación para y en un solo paso. Pero para otras ecuaciones en forma estándar no es tan fácil de resolver para y, por lo que las dejaremos en forma estándar. Todavía podemos encontrar un primer punto para trazar dejando x=0 y resolviendo para y. Podemos trazar un segundo punto dejando y=0 y luego resolviendo para x. Luego trazaremos un tercer punto usando algún otro valor para x o y.
Grafica la ecuación\(2x−3y=6\).
- Contestar
-
\(\begin{array}{lrll} \text { Find three points that are solutions to the } & 2 x-3 y &= &6 \\ \text { equation. } & 2 x-3 y&=&6 \\ \text { First let } x=0 . & 2(0)-3 y&=&6 \\ \text { Solve for } y . &-3 y&=&6 \\ & y&=&-2 \\\\ \text { Now let } y=0 . & 2 x-3(0)&=&6 \\ \text { Solve for } x . & 2 x&=&6 \\ & x&=& 3 \\ \\ \text{ We need a third point. Remember, we can}&2(6)-3 y &=&6 \\ \text{ choose any value for x or y. We’ll let x = 6.}&12-3 y &=&6 \\ \text{ Solve fory.}&-3 y &=&-6 \\ &y &=&2\end{array}\)
Enlistamos los pares ordenados en Tabla\(\PageIndex{6}\). Trace los puntos, verifique que se alineen y dibuje la línea. Ver Figura\(\PageIndex{7}\).
Mesa\(\PageIndex{6}\) 2x−3y=6 x yT (x, y) 0 −2 (0, −2) 3 0 (3,0) 6 2 (6,2)
Grafica la ecuación\(4x+2y=8\).
- Contestar
Grafica la ecuación\(2x−4y=8\).
- Contestar
Gráfica Líneas Verticales y Horizontales
¿Podemos graficar una ecuación con una sola variable? Sólo x y no y, o simplemente y sin una x? ¿Cómo haremos una tabla de valores para obtener los puntos para trazar?
Consideremos la ecuación x=−3. Esta ecuación tiene sólo una variable, x. La ecuación dice que x siempre es igual a −3, por lo que su valor no depende de y. No importa lo que sea y, el valor de x es siempre −3.
Entonces, para hacer una tabla de valores, escriba −3 en para todos los valores x. Después elige cualquier valor para y. ya que x no depende de y, puedes elegir cualquier número que te guste. Pero para ajustar los puntos en nuestra gráfica de coordenadas, usaremos 1, 2 y 3 para las coordenadas y. Ver Tabla\(\PageIndex{7}\)
x=−3 | ||
---|---|---|
x | y | (x, y) |
−3 | 1 | (−3,1) |
−3 | 2 | (−3,2) |
−3 | 3 | (−3,3) |
Traza los puntos de la Tabla\(\PageIndex{7}\) y conéctelos con una línea recta. Observe en Figura\(\PageIndex{8}\) que hemos graficado una línea vertical.
Una línea vertical es la gráfica de una ecuación de la forma x=a.
La línea pasa a través del eje x en (a,0).
Grafica la ecuación x=2.
- Contestar
-
La ecuación tiene solo una variable, x, y x siempre es igual a 2. Creamos Tabla\(\PageIndex{8}\) donde x es siempre 2 y luego ponemos cualquier valor para y. La gráfica es una línea vertical que pasa por el eje x en 2. Ver Figura\(\PageIndex{9}\).
Mesa\(\PageIndex{8}\) x=2 x y (x, y) 2 1 (2,1) 2 2 (2,2) 2 3 (2,3)
Grafica la ecuación x=5.
- Contestar
Grafica la ecuación x=−2.
- Contestar
¿Y si la ecuación tiene y pero no x? Vamos a graficar la ecuación y=4. Esta vez el valor y - es una constante, por lo que en esta ecuación, y no depende de xx. Rellene 4 para todas las y en Tabla\(\PageIndex{9}\) y luego elija cualquier valor para x. Usaremos 0, 2 y 4 para las coordenadas x.
y=4 | ||
x | y | (x, y) |
0 | 4 | (0,4) |
2 | 4 | (2,4) |
4 | 4 | (4,4) |
La gráfica es una línea horizontal que pasa por el eje y en 4. Ver Figura\(\PageIndex{10}\).
Una línea horizontal es la gráfica de una ecuación de la forma y=b.
La línea pasa por el eje y en (0, b).
Grafica la ecuación y=−1.
- Contestar
-
La ecuación y=−1y=−1 tiene solo una variable, y. El valor de y es constante. Todos los pares ordenados en Tabla\(\PageIndex{10}\) tienen la misma coordenada y. La gráfica es una línea horizontal que pasa por el eje y en −1−1, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{11}\).
Mesa\(\PageIndex{10}\) y=−1 x y (x, y) Ta−1 (0, −1) −1 (3, −1) −3 −1 (−3, −1) - Figura\(\PageIndex{11}\)
Grafica la ecuación y=−4.
- Contestar
Grafica la ecuación y=3.
- Contestar
Las ecuaciones para líneas verticales y horizontales se ven muy similares a ecuaciones como y=4x. ¿Cuál es la diferencia entre las ecuaciones y=4x e y=4?
La ecuación y=4x tiene tanto x como y. El valor de y depende del valor de x. La coordenada y cambia según el valor de x. La ecuación y=4 tiene sólo una variable. El valor de y es constante. La coordenada y es siempre 4. No depende del valor de x. Ver Tabla\(\PageIndex{11}\).
y=4x | y=4 | |||||
x | y | (x, y) | x | y | (x, y) | |
0 | 0 | (0,0) | 0 | 4 | (0,4) | |
1 | 4 | (1,4) | 1 | 4 | (1,4) | |
2 | 8 | (2,8) | 2 | 4 | (2,4) |
Observe, en la Figura\(\PageIndex{12}\), la ecuación y=4x da una línea inclinada, mientras que y=4 da una línea horizontal.
Gráfica y=−3x e y=−3 en el mismo sistema de coordenadas rectangulares.
- Contestar
-
Observe que la primera ecuación tiene la variable x, mientras que la segunda no. Ver Tabla\(\PageIndex{12}\). Las dos gráficas se muestran en la Figura\(\PageIndex{13}\).
Mesa\(\PageIndex{12}\) y=−3x y=−3 x y (x, y) x y (x, y) (0,0) −3 (0, −3) −3 (1, −3) −3 (1, −3) −6 (2, −6) −3 (2, −3) - Figura\(\PageIndex{13}\)
Gráfica y=−4x e y=−4 en el mismo sistema de coordenadas rectangulares.
- Contestar
Gráfica y=3 e y=3x en el mismo sistema de coordenadas rectangulares.
- Contestar
Conceptos clave
- Graficar una ecuación lineal trazando puntos
- Encuentra tres puntos cuyas coordenadas son soluciones a la ecuación. Organizarlos en una mesa.
- Trazar los puntos en un sistema de coordenadas rectangulares. Comprueba que los puntos se alineen. Si no lo hacen, ¡revisa cuidadosamente tu trabajo!
- Dibuja la línea a través de los tres puntos. Extiende la línea para llenar la cuadrícula y coloca flechas en ambos extremos de la línea.
Glosario
- gráfico de una ecuación lineal
- La gráfica de una ecuación lineal Ax+By=C es una línea recta. Cada punto de la línea es una solución de la ecuación. Toda solución de esta ecuación es un punto en esta línea.
- línea horizontal
- Una línea horizontal es la gráfica de una ecuación de la forma y=b La línea pasa por el eje y en (0, b).
- línea vertical
- Una línea vertical es la gráfica de una ecuación de la forma x=a. La línea pasa por el eje x en (a,0).