Menu
Cuadratura de un segmento de parábola

Cuadratura de un segmento de parábo…

Una forma de acercarse al...

Ejercicios de aplicaciones de las derivadas y del teorema del valor medio

Ejercicios de aplicaciones de las d…

Se proponen a continuaci&...

Aplicaciones de las derivadas. El teorema del valor medio

Aplicaciones de las derivadas. El t…

Ya hemos hablado en un pa...

Derivada de la función compuesta. Regla de la cadena

Derivada de la función compuesta. R…

Cuando en las matem&aacut...

Series infinitas de números reales. Series convergentes

Series infinitas de números reales.…

Las sucesiones de n&uacut...

La paradoja de Zenón

La paradoja de Zenón

El filósofo griego...

Funciones continuas e inyectivas

Funciones continuas e inyectivas

Nuestro último teo...

El problema de la velocidad. Derivada de una función. Ejemplos de derivadas

El problema de la velocidad. Deriva…

Un problema relativo a ve...

Prev Next

Ecuaciones bicuadradas

Ecuación bicuadrada y su transformación en una de segundo grado. Ecuación bicuadrada y su transformación en una de segundo grado.

Una ecuación bicuadrada es una ecuación de cuarto grado a la que le faltan los términos de grado impar.

\[ax^4+bx^2+c=0\quad a\neq0\]

Para resolverlas se realiza el cambio de variable \(x^2=z\), y entonces ocurre lo siguiente:

\[ax^4+bx^2+c=0\Rightarrow a\left(x^2\right)^2+bx^2+c=0\Rightarrow az^2+bz+c=0\]

Esta última es una ecuación de segundo grado cuya incógnita es ahora \(z\). Ahora, para obtener las soluciones de la ecuación original hay que deshacer el cambio.

Es decir, si \(z\) es una solución positiva de la última ecuación de segundo grado, tendremos dos soluciones \(x_1\) y \(x_2\) para la bicuadrada:

\[x^2=z\Rightarrow\begin{cases}x_1=+\sqrt{z}\\x_2=-\sqrt{z}\end{cases}\]

En el caso de que \(z=0\) sea una solución de la de segundo grado, también \(x=0\) será una solución de la bicuadrada, pues de \(x^2=0\) se deduce \(x=0\).

Finalmente, una solución negativa \(z\) de \(az^2+bz+c=0\) no lleva asociada ninguna solución real de la bicuadrada ya que la ecuación \(x^2=z\) carece de soluciones reales al ser \(z<0\).

Mejor veamos todo lo anterior con un ejemplo concreto.

Para resolver la ecuación de la imagen que encabeza este artículo, \(x^4-10x^2+9=0\), realizamos el cambio de variable mencionado, \(x^2=z\), con lo que la ecuación bicuadrada se convierte en la ecuación de segundo grado \(z^2-10z+9=0\). Resolviendo esta última se tiene:

\[z=\frac{10\pm\sqrt{(-10)^2-4\cdot1\cdot9}}{2\cdot1}=\frac{10\pm\sqrt{100-36}}{2}=\frac{10\pm\sqrt{64}}{2}=\]

\[=\frac{10\pm8}{2}=\begin{cases}z_1=\displaystyle\frac{10+8}{2}\Rightarrow z_1=9\\z_2=\displaystyle\frac{10-8}{2}\Rightarrow z_2=1\end{cases}\]

Ahora deshacemos el cambio para obtener las soluciones de la ecuación bicuadrada.

Para \(z_1=9\) es \(x^2=9\Rightarrow x=\sqrt{9}\Rightarrow\displaystyle\begin{cases}x_1=3\\x_2=-3\end{cases}\).

Para \(z_2=1\) es \(x^2=1\Rightarrow x=\sqrt{1}\Rightarrow\displaystyle\begin{cases}x_3=1\\x_4=-1\end{cases}\).

Te propongo, finalmente, que resuelvas las siguientes ecuaciones:

a) \(x^4-9x^2+20=0\)

b) \(4x^4-5x^2+1=0\)

c) \(x^4-18x^2+81=0\)

d) \(\left(x^2+1\right)^2+6=5(x^2+1)\)

e) \(\left(2x^2+1\right)^2-5=(x^2+2)(x^2-2)\)

Las soluciones las tendrás aquí mismo en breve.

volver arriba

lasmatematicas.eu

Aplicaciones

Sígueme

webs de matemáticas