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Álgebra 2018 Madrid

Problema de sistemas de ecuaciones: Gasto de viaje por países

Ejercicio 1 . Calificación máxima: 2.5 puntos. Un grupo de estudiantes ha realizado un viaje por tres países (Francia, Alemania y Suiza). En los hoteles cada estudiante ha pagado: 20 euros diarios en Francia, 25 euros diarios en Alemania y 30 euros diarios en Suiza. En comidas cada uno ha gastado: 20 euros diarios en Francia, 15 euros diarios en Alemania y 25 euros diarios en Suiza. Además, el transportista les ha cobrado 8 euros diarios a cada uno. Sabiendo que el gasto total del viaje ha sido 765 euros por persona, que ha durado 15 días y que han estado en Francia el doble de días que en Suiza, obtenga el número de días que han estado en cada uno de los tres países.
Paso 1
Definición de variables y análisis de costes diarios
Para resolver el problema, primero definimos las variables que representan lo que queremos hallar: - $x$: número de días de estancia en **Francia**. - $y$: número de días de estancia en **Alemania**. - $z$: número de días de estancia en **Suiza**. A continuación, calculamos el gasto total diario en cada país sumando hotel, comida y transporte: - **Francia:** $20 \text{ (hotel)} + 20 \text{ (comida)} + 8 \text{ (transporte)} = 48$ euros/día. - **Alemania:** $25 \text{ (hotel)} + 15 \text{ (comida)} + 8 \text{ (transporte)} = 48$ euros/día. - **Suiza:** $30 \text{ (hotel)} + 25 \text{ (comida)} + 8 \text{ (transporte)} = 63$ euros/día. 💡 **Tip:** Agrupar los gastos por país simplifica la ecuación del gasto total, ya que pasamos de tener 9 términos de coste a solo 3.
Paso 2
Planteamiento del sistema de ecuaciones
A partir del enunciado, establecemos las tres ecuaciones que forman nuestro sistema: 1. **Duración total del viaje (15 días):** $$x + y + z = 15$$ 2. **Gasto total del viaje (765 euros):** $$48x + 48y + 63z = 765$$ 3. **Relación entre los días en Francia y Suiza:** $$x = 2z \implies x - 2z = 0$$ El sistema a resolver es: $$\begin{cases} x + y + z = 15 \\ 48x + 48y + 63z = 765 \\ x - 2z = 0 \end{cases}$$ 💡 **Tip:** Asegúrate de que todas las unidades coinciden (días con días, euros con euros) antes de operar.
Paso 3
Resolución del sistema mediante sustitución
Dado que la tercera ecuación nos da directamente $x$ en función de $z$, utilizaremos el método de sustitución. **Sustituimos $x = 2z$ en las otras dos ecuaciones:** En la primera: $$(2z) + y + z = 15 \implies y + 3z = 15 \implies y = 15 - 3z$$ En la segunda: $$48(2z) + 48y + 63z = 765 \implies 96z + 48y + 63z = 765 \implies 48y + 159z = 765$$ Ahora sustituimos $y = 15 - 3z$ en esta última ecuación: $$48(15 - 3z) + 159z = 765$$ $$720 - 144z + 159z = 765$$ $$15z = 765 - 720$$ $$15z = 45 \implies z = \frac{45}{15} = 3$$ 💡 **Tip:** El método de sustitución es muy eficiente cuando una de las ecuaciones es tan sencilla como $x=2z$.
Paso 4
Cálculo del resto de variables y solución final
Una vez hallado el valor de $z$, calculamos $x$ e $y$: - Para $x$: $$x = 2z = 2(3) = 6 \text{ días}$$ - Para $y$: $$y = 15 - 3z = 15 - 3(3) = 15 - 9 = 6 \text{ días}$$ **Comprobación:** - Días: $6 + 6 + 3 = 15$ (Correcto). - Gasto: $48(6) + 48(6) + 63(3) = 288 + 288 + 189 = 765$ (Correcto). ✅ **Resultado final:** $$\boxed{\text{Francia: 6 días, Alemania: 6 días, Suiza: 3 días}}$$
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