lunes, 16 de marzo de 2020

Ejercicio 1 de la semana del 9 de marzo al 15 de marzo de 2020

ENUNCIADO. Se considera la parábola $y=-2(x+3)^2+16$. Halla los elementos notables ( puntos de corte con los ejes de coordenadas, vértice y recta de simetría ) y dibuja su gráfica.

NOTA. En un plazo máximo de 48 horas añadiré la solución en la misma entrada a la que lleva el enlace.

SOLUCIÓN.

Punto de corte con el eje de ordenadas:
Como la abscisa de dicho punto, C, ha de ser cero, $y_C=f(0)=-2(0+3)^2+16=-2$, luego este punto de corte es $C(0,-2)$

Puntos de corte con el eje de abscisas (si los hubiese):
La ordenada es dichos puntos ha de ser cero, luego para encontrar sus abscisas hay que resolver la siguiente ecuación $0=-2(x+3)^2+16$. Entonces $$2(x+3)^2=16 \Rightarrow x+3=\pm \sqrt{8} \Rightarrow x=\left\{\begin{matrix}-3+|\sqrt{8}|\approx -0,2 \\ \\ -3-|\sqrt{8}| \approx -5,8\end{matrix}\right.$$
Los puntos de corte con el eje de abscisas son pues $A(-3-|\sqrt{8}|,0)$ y $B(-3+|\sqrt{8}|,0)$

Vértice:
La abscisa del vértice es la misma que la del punto medio del segmento $[AB]$ del eje de abscisas, luego $x_V=\dfrac{(-3+|\sqrt{8}|)+(-3+|\sqrt{8}|)}{2}=-3$, y la ordenada es $y_V=f(x_V)=f(-3)=-2(-3+3)^2+16=16$. Así que el vértices de la parábola es el punto $V(-3,16)$

Recta de simetría:
La recta de simetría es una recta paralela al eje de ordenadas que pasa por el vértices, luego todos sus puntos tienen que tener abscisa igual a la del vértice, $-3$, por consiguiente la ecuación de dicha recta es $\text{recta de simetría}\equiv x=-3$

Gráfica de la función:

$\square$

domingo, 23 de febrero de 2020

Ecuaciones diofánticas lineales con dos variables

Teoria elemental de números. Recordemos el siguiente resultado, la identidad de Bézout [ Étienne Bézout, 1730-1783 ], que es clave para resolver ecuaciones diofánticas lineales: dados dos números enteros a,b -- a distinto de b --, existe un conjunto de infinitas parejas de números enteros x e y, que son solución de la ecuación
ax+yb=m.c.d.(a,b)

Para ello hacemos uso $de este bonito teorema:
Denotando por $d$ al m.c.d.(a,b), si $(x_p,y_p)$ es una solución particular de $ax+yb=d$,
entonces la solución general, formada por las infinitas parejas de números enteros (x,y), viene dada por:
$x=x_p+k·b/d$
$y=y_p-k·a/d$
donde k es cualquier número entero.

Observación. Con números de muchas cifras, será necesario emplear el método de Euclides, para calcular el máximo común divisor de los coeficientes.


Ejemplo sencillo:
Queremos resolver (determinar la estructura de la solución formada por infinitos pares de valores x e y ) la siguiente ecuación diofántica lineal:
3x+2y=m.c.d.(3,2)
Notemos que d=m.c.d.(3,2)=1
Es fácil encontrar la siguiente s. particular:
$x_p=1$
$y_p=-1$
ya que, en efecto, 3·1+2·(-1)=1. Entonces, teniendo en cuenta dicho teorema:
x=1+2k
y=-1-3k
(para todo k, entero)
Así, por ejemplo, los siguientes pares de valores (x,y) forman parte de la solución (por supuesto, hay infinitos):
Si k:=0, x=1 e y=-1
Si k:=-1, x=-1 e y=2

¿ Y si queremos ahora resolver una ecuación diofántica lineal tal como ax+by=c con c distinto de m.c.d(a,b) ? ¿ Podemos tirar del hilo de lo que hemos hecho para el caso sencillo y encontrar un método extendido ? Pues bien, sí, pero con la condición de que el m.c.d.(a,b) divida a c ( que expresamos habitualmente con la notación $d|c$ ), de otro modo la ecuación ax+by=c no es resoluble en el conjunto de los números enteros [ Éste es otro lema importante, que, desde luego podríamos demostrar, si bien, aquí, me limitaré a utilizar ]

Veámoslo con el siguiene ejemplo (ecuación diofántica lineal):
$$6x+4y=8$$
i) Como d=m.c.d(6,4)=2 divide a 8, la ecuación tiene solución
ii) Escribamos pues la identidad de Bézout 6x+4y=2,que resolveremos de la manera explicada:
obteniendo como una s. particular
x'=1
y'=-1
Entonces, como a partir de
6·1+4·(-1)=2 podemos escribir
6·1·8/2+4·(-1)·8/2=2·8/2
y por tanto
6·4+4·(-4)=8
así que hemos encontrado, sin dificultad, una solución particular de 6x+4y=8, que es
$x_p=4$
$y_p=-4$
luego la solución general, según el teorema mencionado arriba, es
x=4+2k
y=-4-3k
siendo k cualquier n. entero
Así, dando valores arbitrarios a k
Si k:=0, x=4 e y=-4 ( como debe ser )
Si k:=1, x=6 e y=-7
Si k:=-1, x=2 e y=-1
etcétera

El método seguido es, desde luego, generalizable a ecuaciones diofánticas lineales con más de dos variables.
$\square$