Resolver ecuaciones paso a paso: Ruffini y el método de cada tipo
Resolver una ecuación es encontrar los valores de la incógnita que hacen cierta la igualdad. No hay un único procedimiento: lo primero es clasificar la ecuación —polinómica, racional, con radicales, exponencial, logarítmica o trigonométrica— porque cada familia tiene su método. Este artículo recorre esos métodos, empezando por el más versátil para polinomios: la regla de Ruffini.
Ecuaciones polinómicas: Ruffini y la ramificación de métodos. Para un polinomio de grado tres o más, la regla de Ruffini busca sus raíces racionales. El teorema de la raíz racional acota las candidatas: si es raíz de , entonces divide al término independiente y al coeficiente principal . Se prueba cada candidata con la división sintética; cuando el resto es cero, se ha encontrado una raíz y el polinomio queda factorizado, con el grado rebajado en uno.
Aquí aparece lo interesante: al llegar a un factor de segundo grado hay dos vías, y ambas son correctas. Se puede cerrar con la fórmula cuadrática , o seguir con Ruffini si ese factor todavía tiene una raíz racional. Por ejemplo, tiene la raíz ; el cociente se resuelve por la fórmula () o por otro Ruffini (, y queda ). Las bicuadradas son un caso aparte: el cambio las reduce a una cuadrática, y cada raíz en devuelve dos valores de .
Racionales y con radicales: cuidado con las soluciones que no valen. Una ecuación racional se cumple cuando el numerador se anula, siempre que el denominador no lo haga: se resuelve y se descartan los polos (los valores que anulan ). En una ecuación con radicales se aísla la raíz y se eleva al cuadrado, pero esa operación no es reversible y puede introducir soluciones extrañas: por eso hay que comprobar cada candidata en la ecuación original. Así, da al cuadrar y , pero no cumple la original () y se descarta.
Exponenciales y logarítmicas. Cuando la incógnita está en el exponente, se toman logaritmos en ambos lados: . Si la ecuación es polinómica en la exponencial —como —, el cambio la convierte en una cuadrática (), y al deshacer el cambio se obtiene y . Las logarítmicas usan las propiedades del logaritmo para combinar los términos y aplicar la definición ; después es obligatorio comprobar el dominio, porque el argumento de todo logaritmo debe ser positivo.
Trigonométricas: la solución general. Como el seno, el coseno y la tangente son periódicos, una ecuación trigonométrica tiene infinitas soluciones. Se halla la solución en un periodo y se añade el periodo: da y , con .
En la calculadora de ecuaciones de MathOperator, cada ecuación se clasifica y se resuelve con el método que le corresponde, con el desarrollo completo paso a paso —incluida la ramificación de Ruffini—. Pueden probarse x^3 - 6x^2 + 11x - 6 = 0, x^4 - 5x^2 + 4 = 0, sqrt(x+1) = x - 1, 2^x = 8, log(x) + log(x-3) = 1 o sin(x) = 1/2.