Question

1) El producto de dos números naturales consecutivos es 272. ¿Cuáles son esos números?

Answer 1

Answer:

1) 135 y 137, 2) 13 y 15, 3) El lado del cuadrado es de 14 unidades, 4) Se necesita 350 metros de valla, 5) El niño tiene 6 años de edad.

Step-by-step explanation:

1) El conjunto de los números naturales comprende al subconjunto de los números reales que son enteros y positivos. El enunciado se puede traducir con la siguiente expresión numérica:

$x + (x+n) = 272$

Donde $x$ y $n$ son números naturales. Se despeja $x$:

i) $2\cdot x + n = 272$ Propiedad asociativa/Definición de adición

ii) $2\cdot x = 272-n$ Compatibilidad con la adición/Existencia del inverso aditivo/Propiedad modulativa/Definición de sustracción

iii) $x = \frac{272-n}{2}$ Compatibilidad con la multiplicación/Existencia del inverso multiplicativo/Propiedad modulativa/Definición de división

iv) $x = \frac{272}{2}-\frac{n}{2}$  $\frac{x+y}{z} = \frac{x}{z} + \frac{y}{z}$

v) $x = 136 - \frac{n}{2}$ Definición de división/Resultado

Puesto que $x$ y $n$ son números naturales, $\frac{n}{2}$ también debe ser entero y para garantizar la consecución entre los números, $n$ debe ser el elemento natural más pequeño posible. El número natural más pequeño es 1, por tanto, el valor mínimo de $n$ es 2. En consecuencia, el valor de $x$ es:

$x = 136-\frac{2}{2}$

$x = 136-1$

$x = 135$

Los dos números naturales consecutivos son 135 y 137.

2) El enunciado se puede traducir en las siguientes dos ecuaciones matemáticas:

$x+y = 28$

$x^{2}-y^{2} = 56$

Se despeja una de las variables de la primera ecuación y se elimina la variable correspondiente en la segunda ecuación:

$x = 28-y$

$(28-y)^{2}-y^{2} = 56$

Se expande la ecuación resultante por álgebra de reales:

$784-56\cdot y +y^{2}-y^{2} = 56$

$784-56\cdot y = 56$

$56\cdot y = 784-56$

$56\cdot y = 728$

$y = 13$

Finalmente, se halla el valor de la variable restante:

$x = 28-13$

$x = 15$

Los dos números naturales son 13 y 15.

3) Las fórmulas para el área ($A$) y el perímetro del cuadrado ($p$) son, respectivamente:

$A = l^{2}$

$p = 4\cdot l$

Donde $l$ es la longitud del lado del cuadrado.

De acuerdo con el enunciado, existe la siguiente condición:

$A + p = 252$

$l^{2}+4\cdot l = 252$

$l^{2}+4\cdot l -252 = 0$

La ecuación resultante es un polinomio de segundo orden, cuyas raíces se obtienen por la Fórmula Cuadrática:

$l_{1} = 14$ y $l_{2} = -18$

La primera raíz es la única solución razonable para la condición dada.

El lado del cuadrado es de 14 unidades.

4) Dado que la finca tiene una área rectangular y que se conoce la medida de la diagonal así como la diferencia entre el largo y el ancho, se puede determinar las variables restantes a partir del Teorema de Pitágoras:

$d^{2} = l^{2}+w^{2}$

Donde:

$d$ - Diagonal, medida en metros.

$l$ - Largo, medido en metros.

$w$ - Ancho, medido en metros.

Además, las relaciones son las siguientes:

$l = w + 25\,m$

$d = 125\,m$

Se desarrolla y simplifica la identidad pitagórica hasta obtenerse un polinomio de segundo orden:

$125^{2} = (w+25)^{2}+w^{2}$

$2\cdot w^{2}+50\cdot w -15000 = 0$

Las raíces del polinomio se hallan con ayuda de la Fórmula Cuadrática:

$w_{1} = 75$ y $w_{2} = -100$

Solo la primera raíz ofrece una solución razonable, el ancho del rectángulo es de 75 metros. Por último, se halla el largo de la figura:

$l = 75\,m+25\,m$

$l = 100\,m$

El largo del rectángulo es de 100 metros.

El perímetro del rectángulo ($p$), medido en metros, es calculado por la siguiente fórmula:

$p = 2\cdot (w+l)$

$p = 2\cdot (75\,m+100\,m)$

$p = 350\,m$

Se necesita 350 metros de valla.

5) Sea $x$ la edad actual del niño y $l$ el lado del cuadrado. Entonces:

$x + 3 = l^{2}$

$x -3 = l$

Se reemplaza el lado del cuadrado en la primera ecuación con ayuda de la segunda ecuación:

$x+3 = (x-3)^{2}$

$x +3 = x^{2}-6\cdot x + 9$

$x^{2}-7\cdot x+6 = 0$

Las raíces se obtienen por factorización:

$(x-6)\cdot (x-1) = 0$

$x = 6 \,\wedge \,x = 1$

Ambas raíces son parecen razonables, se comprueba cada una para ver si satisfacen las condiciones del enunciado:

x = 1

$1+3 = l^{2}$

$4 = l^{2}$

$1-3 = l$

$-2 = l$

Si bien está matemáticamente bien, no lo es en lo que respecta a edad.

x = 6

$6+3 = l^{2}$

$9 = l^{2}$

$6-3 = l$

$3 = l$

Esta solución es correcto en cuanto a matemática y edad.

El niño tiene 6 años de edad.