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Algebra · real student question

Resuelve la ecuación 2x + 2λx + μ = 0 para x, tratando λ y μ como parámetros.

Question

Resuelve para xx, donde λ\lambda y μ\mu son parámetros reales:

2x+2λx+μ=02x+2\lambda x+\mu=0

Step-by-step solution

  1. Agrupa los términos en xx y factoriza. Tanto 2x2x como 2λx2\lambda x llevan una sola potencia de xx, así que se combinan:

    2x+2λx=2x(1+λ)2x+2\lambda x=2x(1+\lambda)

    y la ecuación queda

    2x(1+λ)+μ=02x(1+\lambda)+\mu=0

    Esta forma es justamente la clave: el coeficiente de xx es ahora una única cantidad visible, 2(1+λ)2(1+\lambda), y todo depende de si vale cero.

  2. Resuelve el caso general λ≠−1\lambda\neq -1. Entonces 2(1+λ)≠02(1+\lambda)\neq 0 y se puede dividir:

    2x(1+λ)=−μ⟹x=−μ2(1+λ)2x(1+\lambda)=-\mu\quad\Longrightarrow\quad x=\frac{-\mu}{2(1+\lambda)}

    Hay exactamente una solución. Por ejemplo, λ=3, μ=5\lambda=3,\ \mu=5 da x=−58x=-\frac{5}{8}, y en efecto 2(−0.625)+6(−0.625)+5=02(-0.625)+6(-0.625)+5=0.

  3. Trata el caso degenerado λ=−1\lambda=-1. Ahora 1+λ=01+\lambda=0, el término en xx desaparece por completo y la ecuación se reduce al enunciado constante

    μ=0\mu=0

    Aquí no se puede dividir entre nada, así que los dos subcasos hay que leerlos directamente.

  4. Separa el caso degenerado en dos. Si λ=−1\lambda=-1 y μ=0\mu=0, la ecuación es 0=00=0: se cumple para todo número real xx, de modo que el conjunto solución es todo R\mathbb{R} — una identidad, no una ecuación con una raíz. Si λ=−1\lambda=-1 y μ≠0\mu\neq 0, la ecuación afirma μ=0\mu=0 siendo μ≠0\mu\neq 0: una contradicción, así que el conjunto solución es vacío.

  5. Resume la tricotomía. Una ecuación lineal Ax+B=0Ax+B=0 siempre se separa así, y aquí A=2(1+λ)A=2(1+\lambda), B=μB=\mu:

    λ≠−1:x=−μ2(1+λ) (uˊnica)\lambda\neq-1:\quad x=\frac{-\mu}{2(1+\lambda)}\ \text{(única)}

    λ=−1, μ=0:x∈R (infinitas)\lambda=-1,\ \mu=0:\quad x\in\mathbb{R}\ \text{(infinitas)}

    λ=−1, μ≠0:sin solucioˊn\lambda=-1,\ \mu\neq0:\quad \text{sin solución}

    Saltarse la discusión de casos es el error habitual: dividir entre 1+λ1+\lambda sin comprobar que no es cero descarta en silencio las dos últimas posibilidades.

Answer

x=−μ2(1+λ) (λ≠−1);  x∈R (λ=−1,μ=0);  sin solucioˊn (λ=−1,μ≠0)x=\frac{-\mu}{2(1+\lambda)}\ (\lambda\neq-1);\ \ x\in\mathbb{R}\ (\lambda=-1,\mu=0);\ \ \text{sin solución}\ (\lambda=-1,\mu\neq0)

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