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Álgebra 2024 Murcia

Sistema de ecuaciones: Seguidores de Taylor Swift

1: [2,5] Taylor Swift tiene un total de 435 millones de seguidores en las tres siguientes redes sociales: Instagram, X (antiguo Twitter) y YouTube. Si ganara en Instagram tantos seguidores como la mitad de los que tiene en YouTube, el número de sus seguidores en Instagram sería el doble de la suma de los que tiene en X y en YouTube. Además, si Taylor recibiera cada mes 10 dólares por cada millón de seguidores en Instagram, 20 dólares por cada millón de seguidores en X y 30 dólares por cada millón de seguidores en YouTube, tendría unos ingresos mensuales de 6.500 dólares. Calcule cuántos seguidores tiene Taylor Swift en cada una de estas redes sociales.
Paso 1
Definición de las incógnitas
**Calcule cuántos seguidores tiene Taylor Swift en cada una de estas redes sociales.** En primer lugar, definimos las variables que representarán el número de seguidores (en millones) en cada red social: - $x$: Millones de seguidores en **Instagram**. - $y$: Millones de seguidores en **X** (antiguo Twitter). - $z$: Millones de seguidores en **YouTube**. 💡 **Tip:** Definir claramente qué representa cada incógnita es el primer paso fundamental para no cometer errores en el planteamiento de las ecuaciones.
Paso 2
Planteamiento del sistema de ecuaciones
Traducimos las condiciones del enunciado a lenguaje algebraico: 1. **Total de seguidores:** La suma de los seguidores en las tres redes es 435 millones. $$x + y + z = 435$$ 2. **Condición hipotética:** Si ganara en Instagram ($x$) la mitad de YouTube ($z/2$), tendría el doble que la suma de X ($y$) y YouTube ($z$). $$x + \frac{z}{2} = 2(y + z)$$ Multiplicamos por $2$ para eliminar el denominador: $$2x + z = 4(y + z) \implies 2x + z = 4y + 4z \implies 2x - 4y - 3z = 0$$ 3. **Ingresos mensuales:** $10\$$ por millón en IG, $20\$$ en X y $30\$$ en YouTube para un total de $6.500\$$. $$10x + 20y + 30z = 6.500$$ Simplificamos dividiendo entre $10$: $$x + 2y + 3z = 650$$ El sistema de ecuaciones resultante es: $$\begin{cases} x + y + z = 435 \\ 2x - 4y - 3z = 0 \\ x + 2y + 3z = 650 \end{cases}$$
Paso 3
Resolución mediante el método de Gauss
Escribimos la matriz ampliada del sistema y aplicamos el método de Gauss para obtener una forma escalonada: $$\left(\begin{array}{ccc|c} 1 & 1 & 1 & 435 \\ 2 & -4 & -3 & 0 \\ 1 & 2 & 3 & 650 \end{array}\right)$$ Realizamos las operaciones elementales por filas para hacer ceros en la primera columna: - $F_2 \leftarrow F_2 - 2F_1$ - $F_3 \leftarrow F_3 - F_1$ $$\left(\begin{array}{ccc|c} 1 & 1 & 1 & 435 \\ 0 & -6 & -5 & -870 \\ 0 & 1 & 2 & 215 \end{array}\right)$$ Intercambiamos $F_2$ y $F_3$ para facilitar los cálculos: $$\left(\begin{array}{ccc|c} 1 & 1 & 1 & 435 \\ 0 & 1 & 2 & 215 \\ 0 & -6 & -5 & -870 \end{array}\right)$$ Ahora, hacemos cero en la segunda columna usando la nueva $F_2$: - $F_3 \leftarrow F_3 + 6F_2$ $$\left(\begin{array}{ccc|c} 1 & 1 & 1 & 435 \\ 0 & 1 & 2 & 215 \\ 0 & 0 & 7 & 420 \end{array}\right)$$ 💡 **Tip:** Intercambiar filas para poner un $1$ como pivote ayuda a evitar trabajar con fracciones durante el proceso de eliminación.
Paso 4
Cálculo de las incógnitas
A partir de la matriz escalonada, resolvemos de abajo hacia arriba: 1. De la tercera fila: $$7z = 420 \implies z = \frac{420}{7} \implies \mathbf{z = 60}$$ 2. Sustituimos $z$ en la segunda fila: $$y + 2(60) = 215 \implies y + 120 = 215 \implies y = 215 - 120 \implies \mathbf{y = 95}$$ 3. Sustituimos $y$ y $z$ en la primera fila: $$x + 95 + 60 = 435 \implies x + 155 = 435 \implies x = 435 - 155 \implies \mathbf{x = 280}$$ 💡 **Tip:** Siempre es recomendable realizar una comprobación rápida sustituyendo los valores obtenidos en las ecuaciones originales para asegurar que el resultado es correcto.
Paso 5
Solución final
Interpretamos los resultados en el contexto del problema: - Instagram: **280 millones de seguidores**. - X (Twitter): **95 millones de seguidores**. - YouTube: **60 millones de seguidores**. ✅ **Resultado final:** $$\boxed{\begin{aligned} &\text{Instagram: 280 millones} \\ &\text{X: 95 millones} \\ &\text{YouTube: 60 millones} \end{aligned}}$$
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