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Álgebra 2023 Madrid

Problema de sistemas de ecuaciones: Reparto de buñuelos

B.1. (2 puntos) Una pastelería tiene 220 buñuelos de chocolate, nata y crema. Hay el doble de buñuelos de nata que de crema. Además, el doble de la cantidad de los buñuelos de crema más el triple de los buñuelos de chocolate es igual al doble de la cantidad de los buñuelos de nata. Calcule la cantidad de buñuelos que hay de cada tipo.
Paso 1
Definición de variables y planteamiento del sistema
**Calcule la cantidad de buñuelos que hay de cada tipo.** En primer lugar, definimos las incógnitas que representan las cantidades de cada tipo de buñuelo: - $x$: número de buñuelos de **chocolate**. - $y$: número de buñuelos de **nata**. - $z$: número de buñuelos de **crema**. A continuación, traducimos el enunciado a ecuaciones algebraicas: 1. El total de buñuelos es 220: $$x + y + z = 220$$ 2. Hay el doble de nata que de crema: $$y = 2z \implies y - 2z = 0$$ 3. El doble de crema ($2z$) más el triple de chocolate ($3x$) es igual al doble de nata ($2y$): $$2z + 3x = 2y \implies 3x - 2y + 2z = 0$$ 💡 **Tip:** Al plantear problemas de texto, asegúrate de que todas las variables estén en el mismo lado de la igualdad y ordenadas para facilitar la resolución del sistema.
Paso 2
Organización del sistema de ecuaciones
Escribimos el sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas de forma ordenada: $$\begin{cases} x + y + z = 220 \\ y - 2z = 0 \\ 3x - 2y + 2z = 0 \end{cases}$$ Para resolverlo, podemos utilizar el **método de Gauss** o el **método de sustitución**. Dado que la segunda ecuación ya nos da una relación directa entre $y$ y $z$ ($y=2z$), utilizaremos la sustitución para simplificar el proceso. 💡 **Tip:** Si una ecuación es muy sencilla (como $y=2z$), sustituirla en las demás suele ser el camino más rápido.
Paso 3
Reducción del sistema por sustitución
Sustituimos $y = 2z$ en la primera y tercera ecuación: **En la primera ecuación:** $$x + (2z) + z = 220 \implies x + 3z = 220 \quad [Ec. A]$$ **En la tercera ecuación:** $$3x - 2(2z) + 2z = 0 \implies 3x - 4z + 2z = 0 \implies 3x - 2z = 0 \quad [Ec. B]$$ Ahora tenemos un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas ($x$ y $z$): $$\begin{cases} x + 3z = 220 \\ 3x - 2z = 0 \end{cases}$$
Paso 4
Resolución del sistema de dos incógnitas
De la ecuación $[Ec. B]$, despejamos $x$: $$3x = 2z \implies x = \frac{2z}{3}$$ Sustituimos este valor de $x$ en la ecuación $[Ec. A]$: $$\frac{2z}{3} + 3z = 220$$ Para eliminar el denominador, multiplicamos toda la ecuación por 3: $$2z + 9z = 660$$ $$11z = 660$$ $$z = \frac{660}{11} = 60$$ 💡 **Tip:** Cuando tengas fracciones, multiplicar toda la ecuación por el mínimo común múltiplo de los denominadores facilita mucho los cálculos manuales.
Paso 5
Cálculo de las incógnitas restantes y resultado final
Una vez hallado el valor de $z = 60$, calculamos el resto de las variables: 1. **Para $y$ (nata):** Utilizamos la relación $y = 2z$: $$y = 2 \cdot 60 = 120$$ 2. **Para $x$ (chocolate):** Utilizamos la primera ecuación original $x + y + z = 220$: $$x + 120 + 60 = 220$$ $$x + 180 = 220$$ $$x = 220 - 180 = 40$$ **Comprobación:** - Suma total: $40 + 120 + 60 = 220$ (Correcto) - Doble nata que crema: $120 = 2 \cdot 60$ (Correcto) - Triple chocolate más doble crema: $3(40) + 2(60) = 120 + 120 = 240$. Doble de nata: $2(120) = 240$ (Correcto) ✅ **Resultado final:** $$\boxed{\text{Hay 40 buñuelos de chocolate, 120 de nata y 60 de crema.}}$$
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