Álgebra 2020 Castilla y Leon
Problema de sistema de ecuaciones lineales: Actividades físicas
P1. (Números y álgebra)
La asociación “Stop Stress” tiene 60 personas asociadas que practican solo una de las siguientes actividades: correr, yoga o natación. Se sabe que hay 18 personas menos en la actividad de correr que la suma de personas que practican yoga y natación. Además, la séptima parte de las personas que corren es igual a la quinta parte de las que practican yoga. Calcular el número de personas que realiza cada una de las actividades.
Paso 1
Definición de variables
Para resolver el problema, primero debemos identificar las incógnitas y asignarles una variable. En este caso, buscamos el número de personas en cada actividad:
- $x$: número de personas que practican **correr**.
- $y$: número de personas que practican **yoga**.
- $z$: número de personas que practican **natación**.
💡 **Tip:** Definir claramente las variables es el primer paso fundamental en cualquier problema de álgebra de contexto para evitar confusiones al plantear las ecuaciones.
Paso 2
Planteamiento del sistema de ecuaciones
A partir del enunciado, traducimos la información a lenguaje algebraico para formar un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas:
1. El total de personas es 60:
$$x + y + z = 60$$
2. Hay 18 personas menos en correr que la suma de yoga y natación:
$$x = (y + z) - 18 \implies x - y - z = -18$$
3. La séptima parte de los que corren es igual a la quinta parte de los que hacen yoga:
$$\frac{x}{7} = \frac{y}{5} \implies 5x = 7y \implies 5x - 7y = 0$$
El sistema resultante es:
$$\begin{cases} x + y + z = 60 \\ x - y - z = -18 \\ 5x - 7y = 0 \end{cases}$$
💡 **Tip:** Lee con cuidado frases como "18 menos que...". Si $A$ tiene 18 menos que $B$, entonces $A = B - 18$.
Paso 3
Resolución del sistema mediante el método de reducción
Podemos simplificar el sistema combinando las dos primeras ecuaciones para eliminar las variables $y$ y $z$ simultáneamente.
Sumamos la primera y la segunda ecuación:
$$(x + y + z) + (x - y - z) = 60 + (-18)$$
$$2x = 42$$
$$x = \frac{42}{2} = 21$$
Ya sabemos que hay **21 personas que corren**.
💡 **Tip:** En sistemas donde aparecen términos como $y+z$ y $-y-z$, la suma de ecuaciones (reducción) es el camino más rápido para despejar una variable.
Paso 4
Cálculo de las personas que practican yoga
Sustituimos el valor de $x = 21$ en la tercera ecuación para hallar $y$:
$$5(21) - 7y = 0$$
$$105 - 7y = 0$$
$$105 = 7y$$
$$y = \frac{105}{7} = 15$$
Por tanto, hay **15 personas que practican yoga**.
Paso 5
Cálculo de las personas que practican natación
Finalmente, sustituimos los valores de $x = 21$ e $y = 15$ en la primera ecuación para hallar $z$:
$$21 + 15 + z = 60$$
$$36 + z = 60$$
$$z = 60 - 36$$
$$z = 24$$
Hay **24 personas que practican natación**.
Paso 6
Interpretación de los resultados y solución final
Comprobamos que se cumplen todas las condiciones:
- Suma total: $21 + 15 + 24 = 60$. (Correcto)
- Correr frente a yoga+natación: $21 = (15 + 24) - 18 \implies 21 = 39 - 18$. (Correcto)
- Proporción correr/yoga: $21/7 = 3$ y $15/5 = 3$. (Correcto)
✅ **Resultado final:**
$$\boxed{\text{Correr: 21 personas, Yoga: 15 personas, Natación: 24 personas}}$$