4.2: Graficar ecuaciones lineales en dos variables
Reconocer la relación entre las soluciones de una ecuación y su gráfico
En la sección anterior, encontramos varias soluciones a la ecuación (3x + 2y = 6 ). Se enumeran 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 rectangular como se muestra en la Figura ( PageIndex {1} ).
Tabla ( 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}) )
Figura ( PageIndex {1} )
¿Ves cómo los puntos se alinean perfectamente? 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.
Figura ( PageIndex {2} )
Cada punto en la línea es una solución de la ecuación. Además, cada solución de esta ecuación es un punto en esta línea. Los puntos no 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, encontrará que es una solución a la ecuación.
Figura ( PageIndex {3} )
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)”.)
Figura ( PageIndex {3} ). Este es un ejemplo del dicho: “Una imagen vale más que mil palabras”. La línea muestra todas las soluciones a la ecuación. Cada punto en la línea es una solución de la ecuación. Y, cada solución de esta ecuación está en esta línea. Esta línea se llama el gráfico de la ecuación (3x + 2y = 6 ).
GRÁFICO DE UNA ECUACIÓN LINEAL
El gráfico de una ecuación lineal Ax + By = C es una línea.
Cada punto en la línea es una solución de la ecuación.
Cada solución de esta ecuación es un punto en esta línea.
Ejercicio ( PageIndex {1} )
Se muestra la gráfica de y = 2x − 3.
Para cada par ordenado, decida:
¿Es el par ordenado una solución a la ecuación?
¿Es el punto en la línea?
A (0, −3) B (3,3) C (2, −3) D (−1, −5)
Respuesta
Sustituya los valores x – y y – en la ecuación para verificar si el par ordenado es una solución a la ecuación.
1.
2. Trace los puntos A (0,3), B (3,3), C (2, −3) y D (−1, −5).
Los puntos que son soluciones para 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.
Ejercicio ( PageIndex {2} )
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)
Respuesta
sí, sí
sí, sí
Ejercicio ( PageIndex {3} )
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)
Respuesta
no, no
sí, sí
Graficar una ecuación lineal por puntos de trazado
Hay varios métodos que pueden usarse para graficar una ecuación lineal. El método que utilizamos para representar gráficamente 3x + 2y = 6 se llama puntos de trazado, o el Método de trazado de puntos.
Ejercicio ( PageIndex {4} ): Cómo graficar una ecuación trazando puntos
Representa gráficamente la ecuación y = 2x + 1 trazando puntos.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {5} )
Representa gráficamente la ecuación trazando puntos: y = 2x − 3.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {6} )
Representa gráficamente la ecuación trazando puntos: y = −2x + 4.
Respuesta
Los pasos a seguir al graficar una ecuación lineal al trazar puntos se resumen a continuación.
GRÁFICO UNA ECUACIÓN LINEAL POR PLANTEADO DE PUNTOS
Encuentra tres puntos cuyas coordenadas son soluciones a la ecuación. Organízalos en una mesa.
Trace los puntos en un sistema de coordenadas rectangular. Verifique que los puntos estén alineados. Si no lo hacen, revise cuidadosamente su trabajo.
Dibuja la línea a través de los tres puntos. Extienda la línea para llenar la cuadrícula y ponga flechas en ambos extremos de la línea.
Es cierto que solo se necesitan dos puntos para determinar una línea, pero es una buena costumbre usar tres puntos. Si solo traza dos puntos y uno de ellos es incorrecto, aún puede dibujar una línea pero no representará las soluciones a la ecuación. Será la línea equivocada.
Si usa tres puntos, y uno es incorrecto, los puntos no se alinearán. Esto le dice que algo está mal y que necesita verificar su trabajo. Observe la diferencia entre la parte (a) y la parte (b) en la Figura ( PageIndex {4} ).
Figura ( PageIndex {4} )
Hagamos otro ejemplo. Esta vez, mostraremos los dos últimos pasos, todos en una cuadrícula.
Ejercicio ( PageIndex {7} )
Representa gráficamente la ecuación y = −3x.
Respuesta
Encuentra tres puntos que son soluciones a la ecuación. Aquí, de nuevo, es más fácil elegir valores para x. ¿Ves por qué?
Enumeramos los puntos en la Tabla ( PageIndex {2} ).
Tabla ( 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.
Ejercicio ( PageIndex {8} )
Representa gráficamente la ecuación trazando puntos: y = −4x.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {9} )
Representa gráficamente la ecuación trazando puntos: y = x.
Respuesta
Cuando una ecuación incluye una fracción como el coeficiente de x, aún podemos sustituir cualquier número por x. Pero las matemáticas son más fáciles si hacemos elecciones “buenas” para los valores de x. De esta forma evitaremos respuestas fraccionarias, que son difíciles de graficar con precisión.
Ejercicio ( PageIndex {10} )
Representa gráficamente la ecuación (y = frac {1} {2} x + 3 ).
Respuesta
Encuentra tres puntos que son soluciones a la ecuación. Como esta ecuación tiene la fracción ( frac {1} {2} ) como coeficiente de x, elegiremos los valores de x con cuidado. Usaremos cero como una opción y múltiplos de 2 para las otras opciones. ¿Por qué los múltiplos de 2 son una buena opción para los valores de x?
Los puntos se muestran en la Tabla ( PageIndex {3} ).
Tabla ( 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.
Ejercicio ( PageIndex {11} )
Representa gráficamente la ecuación (y = frac {1} {3} x – 1 ).
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {12} )
Representa gráficamente la ecuación (y = frac {1} {4} x + 2 ).
Respuesta
Hasta ahora, todas las ecuaciones que graficamos habían dado y en términos de x. Ahora graficaremos una ecuación con x e y en el mismo lado. Veamos qué sucede en la ecuación 2x + y = 3. Si y = 0, ¿cuál es el valor de x?
Este punto tiene una fracción para la x – coordenada y, aunque podríamos graficar este punto, es difícil ser un gráfico preciso de fracciones. Recuerde que 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 para la ecuación.
[ begin {alineado} 2 x + y & = 3 \ y & = – 2 x + 3 end {alineado} ]
Las soluciones para x = 0, x = 1 yx = −1 se muestran en la Tabla ( PageIndex {4} ). El gráfico se muestra en la Figura ( PageIndex {5} ).
Tabla ( PageIndex {4} )
2x + y = 3
x
y
(x, y)
0
3
(0,3)
1
1
(1,1)
−1−1
5
(−1,5)
Figura ( PageIndex {5} )
¿Puedes ubicar el punto (( frac {3} {2}, 0) ) que encontramos al dejar y = 0, en la línea?
Ejercicio ( PageIndex {13} )
Representa gráficamente la ecuación 3x + y = −1.
Respuesta
( begin {array} {lrll} { text {Encuentra tres puntos que sean soluciones a la ecuación.}} & {3 x + y} & {=} & {- 1} \ { text {Primero resuelva la ecuación para} 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} ).
Tabla ( PageIndex {5} )
3x + y = −1
x
y
(x, y)
0
−1
(0, −1)
1
−4
(1, −4)
−1
2
(−1,2)
Figura ( PageIndex {6} )
Ejercicio ( PageIndex {14} )
Representa gráficamente la ecuación 2x + y = 2.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {15} )
Representa gráficamente la ecuación 4x + y = −3.
Respuesta
Si puede elegir cualquiera de los tres puntos para representar gráficamente una línea, ¿cómo sabrá si su gráfico coincide con el que se muestra en las respuestas del libro? Si los puntos donde las gráficas cruzan el eje x – y y son iguales, ¡las gráficas coinciden!
La ecuación en el ejercicio ( PageIndex {13} ) se escribió en forma estándar, con x e y en el mismo lado. Resolvimos esa ecuación para y en solo un 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.
Ejercicio ( PageIndex {16} )
Representa gráficamente la ecuación (2x − 3y = 6 ).
Respuesta
( begin {array} {lrll} text {Encuentra tres puntos que sean soluciones para} y 2 x-3 y & = & 6 \ text {ecuación.} & 2 x-3 y & = & 6 \ text {Primero let} x = 0. & 2 (0) -3 y & = & 6 \ text {Resolver para} y. & -3 y & = & 6 \ & y & = & – 2 \\ text {Ahora deje} y = 0. & 2 x-3 (0) & = & 6 \ text {Resuelva para} x. & 2 x & = & 6 \ & x & = & 3 \ \ text { Necesitamos un tercer punto. Recuerde, podemos} & 2 (6) -3 y & = & 6 \ text {elija cualquier valor para x o y. Dejaremos x = 6.} & 12-3 y & = & 6 \ text {Resolver fory.} & – 3 y & = & – 6 \ & y & = & 2 end {array} )
Enumeramos los pares ordenados en la Tabla ( PageIndex {6} ). Trace los puntos, verifique que se alineen y dibuje la línea. Ver Figura ( PageIndex {7} ).
Tabla ( PageIndex {6} )
2x − 3y = 6
x
yT
(x, y)
0
−2
(0, −2)
3
0
(3,0)
6
2
(6,2)
Figura ( PageIndex {7} )
Ejercicio ( PageIndex {17} )
Representa gráficamente la ecuación (4x + 2y = 8 ).
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {18} )
Representa gráficamente la ecuación (2x − 4y = 8 ).
Respuesta
Graficar líneas verticales y horizontales
¿Podemos graficar una ecuación con una sola variable? ¿Solo x y no y, o solo y sin una x? ¿Cómo haremos una tabla de valores para obtener los puntos para trazar?
Consideremos la ecuación x = −3. Esta ecuación tiene solo una variable, x. La ecuación dice que x es siempre igual a −3, por lo que su valor no depende de y. No importa qué es y, el valor de x es siempre −3.
Entonces, para hacer una tabla de valores, escriba −3 para todos los valores de x. Luego elija cualquier valor para y. Dado que x no depende de y, puede elegir los números que desee. Pero para ajustar los puntos en nuestro gráfico de coordenadas, usaremos 1, 2 y 3 para las coordenadas y . Ver Tabla ( PageIndex {7} )
Tabla ( PageIndex {7} )
x = −3
x
y
(x, y)
−3
1
(−3,1)
−3
2
(−3,2)
−3
3
(−3,3)
Trace los puntos de la Tabla ( PageIndex {7} ) y conéctelos con una línea recta. Observe en la Figura ( PageIndex {8} ) que hemos graficado una línea vertical .
Figura ( PageIndex {8} )
LÍNEA VERTICAL
Una línea vertical es el gráfico de una ecuación de la forma x = a.
La línea pasa a través del eje x en (a, 0).
Ejercicio ( PageIndex {19} )
Representa gráficamente la ecuación x = 2.
Respuesta
La ecuación tiene una sola variable, x, yx siempre es igual a 2. Creamos la Tabla ( PageIndex {8} ) donde x es siempre 2 y luego colocamos cualquier valor para y. El gráfico es una línea vertical que pasa por el eje x en 2. Vea la Figura ( PageIndex {9} ).
Tabla ( PageIndex {8} )
x = 2
x
y
(x, y)
2
1
(2,1)
2
2
(2,2)
2
3
(2,3)
Figura ( PageIndex {9} )
Ejercicio ( PageIndex {20} )
Representa gráficamente la ecuación x = 5.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {21} )
Representa gráficamente la ecuación x = −2.
Respuesta
¿Qué pasa si la ecuación tiene y pero no x? Grafiquemos la ecuación y = 4. Esta vez, el valor y es una constante, por lo que en esta ecuación, y no depende de xx. Complete 4 para todas las y en la Tabla ( PageIndex {9} ) y luego elija cualquier valor para x. Utilizaremos 0, 2 y 4 para las coordenadas x .
Tabla ( PageIndex {9} )
y = 4
x
y
(x, y)
0
4
(0,4)
2
4
(2,4)
4
4
(4,4)
El gráfico es una línea horizontal que pasa por el eje y en 4. Ver Figura ( PageIndex {10} ).
Figura ( PageIndex {10} )
LÍNEA HORIZONTAL
A línea horizontal es la gráfica de una ecuación de la forma y = b.
La línea pasa a través del eje y en (0, b).
Ejercicio ( PageIndex {22} )
Representa gráficamente la ecuación y = −1.
Respuesta
La ecuación y = −1y = −1 solo tiene una variable, y. El valor de y es constante. Todos los pares ordenados en la Tabla ( PageIndex {10} ) tienen el mismo y -coordinado. El gráfico es una línea horizontal que pasa por el eje y en −1−1, como se muestra en la Figura ( PageIndex {11} ).
Tabla ( PageIndex {10} )
y = −1
x
y
(x, y)
Ta − 1
(0, −1)
−1
(3, −1)
−3
−1
(−3, −1)
Figura ( PageIndex {11} )
Ejercicio ( PageIndex {23} )
Representa gráficamente la ecuación y = −4.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {24} )
Representa gráficamente la ecuación y = 3.
Respuesta
Las ecuaciones para líneas verticales y horizontales se parecen mucho 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. Los cambios de coordenadas y de acuerdo con el valor de x. La ecuación y = 4 tiene solo una variable. El valor de y es constante. La y -coordinada es siempre 4. No depende del valor de x. Consulte la Tabla ( PageIndex {11} ).
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)
Figura ( PageIndex {12} )
Observe, en la Figura ( PageIndex {12} ), la ecuación y = 4x da una línea inclinada, mientras que y = 4 da una línea horizontal.
Ejercicio ( PageIndex {25} )
Representa gráficamente y = −3x e y = −3 en el mismo sistema de coordenadas rectangulares.
Respuesta
Observe que la primera ecuación tiene la variable x, mientras que la segunda no. Consulte la Tabla ( PageIndex {12} ). Los dos gráficos se muestran en la Figura ( PageIndex {13} ).
Tabla ( 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} )
Ejercicio ( PageIndex {26} )
Representa gráficamente y = −4x e y = −4 en el mismo sistema de coordenadas rectangulares.
Respuesta
Ejercicio ( PageIndex {27} )
Representa gráficamente y = 3 e y = 3x en el mismo sistema de coordenadas rectangulares.