Álgebra 2022 Murcia
Problema de sistemas de ecuaciones: Dinero en paraísos fiscales
1: [2,5 p.] Un conocido defraudador fiscal tiene distribuido su dinero negro en tres paraísos fiscales, las Islas Caimán, Panamá y Fiji. La suma total de este dinero es de 150 millones de euros. Si perdiera la cuarta parte del dinero que tiene en las Islas Caimán, seguiría teniendo allí el triple del dinero que tiene en Panamá. Además, el dinero que tiene en Panamá sumado a las dos quintas partes del dinero que tiene en Fiji es exactamente la mitad del dinero que tiene en las Islas Caimán. Calcule cuánto dinero tiene en cada uno de los paraísos fiscales.
Paso 1
Definición de variables y planteamiento del sistema
En primer lugar, definimos las incógnitas que representan la cantidad de dinero (en millones de euros) en cada paraíso fiscal:
$x$: Millones de euros en las **Islas Caimán**.
$y$: Millones de euros en **Panamá**.
$z$: Millones de euros en **Fiji**.
Traducimos las condiciones del enunciado a ecuaciones algebraicas:
1. La suma total es de 150 millones:
$$x + y + z = 150$$
2. Si pierde la cuarta parte en Caimán ($x - \frac{1}{4}x$), tiene el triple que en Panamá ($3y$):
$$x - \frac{1}{4}x = 3y \implies \frac{3}{4}x = 3y \implies x = 4y$$
3. El dinero en Panamá ($y$) más las dos quintas partes de Fiji ($\frac{2}{5}z$) es la mitad de Caimán ($\frac{1}{2}x$):
$$y + \frac{2}{5}z = \frac{1}{2}x$$
💡 **Tip:** Para facilitar los cálculos, eliminamos los denominadores en la tercera ecuación multiplicando por 10: $10y + 4z = 5x$, que reordenada queda $5x - 10y - 4z = 0$.
Paso 2
Organización del sistema de ecuaciones
Agrupamos las ecuaciones obtenidas para formar un sistema de tres ecuaciones lineales con tres incógnitas:
$$\begin{cases} x + y + z = 150 & \text{(1)} \\ x - 4y = 0 & \text{(2)} \\ 5x - 10y - 4z = 0 & \text{(3)} \end{cases}$$
Utilizaremos el **método de sustitución**, ya que la segunda ecuación permite despejar $x$ de forma muy sencilla.
Paso 3
Resolución del sistema
De la ecuación (2), despejamos $x$:
$$x = 4y$$
Sustituimos esta expresión de $x$ en las ecuaciones (1) y (3):
En (1):
$$(4y) + y + z = 150 \implies 5y + z = 150 \implies z = 150 - 5y$$
En (3):
$$5(4y) - 10y - 4z = 0 \implies 20y - 10y - 4z = 0 \implies 10y - 4z = 0$$
Ahora sustituimos la expresión de $z$ obtenida anteriormente ($z = 150 - 5y$) en la ecuación resultante:
$$10y - 4(150 - 5y) = 0$$
$$10y - 600 + 20y = 0$$
$$30y = 600 \implies y = \frac{600}{30} = 20$$
💡 **Tip:** Al resolver sistemas de problemas con contexto, si los resultados son números enteros sencillos, es una buena señal de que el planteamiento es correcto.
Paso 4
Cálculo de las incógnitas restantes y solución final
Una vez hallado el valor de $y$, calculamos $x$ y $z$:
Para $x$:
$$x = 4y = 4(20) = 80$$
Para $z$:
$$z = 150 - 5(20) = 150 - 100 = 50$$
**Comprobación:**
- Suma: $80 + 20 + 50 = 150$ (Correcto).
- Caimán vs Panamá: $\frac{3}{4} \cdot 80 = 60$; $3 \cdot 20 = 60$ (Correcto).
- Relación Panamá-Fiji: $20 + \frac{2}{5} \cdot 50 = 20 + 20 = 40$; $\frac{1}{2} \cdot 80 = 40$ (Correcto).
Concluimos que las cantidades en cada paraíso fiscal son:
✅ **Resultado:**
$$\boxed{\begin{matrix} \text{Islas Caimán: } 80 \text{ millones de euros} \\ \text{Panamá: } 20 \text{ millones de euros} \\ \text{Fiji: } 50 \text{ millones de euros} \end{matrix}}$$