program to solve the general formula in matlab, Lab Reports of Numerical Methods in Engineering

It is a program designed to solve the general formula; moreover, it is easy, simple, and straightforward to use.

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Programa para resolver la formula general en
Matlab
Resumen: dentro de la amplia rama de las
matemáticas tenemos a las ecuaciones de segundo
grado, las cuales se pueden resolver por varios
métodos como factorización pero en este caso nos
centraremos en la formula general que
coloquialmente se le conoce como “ la
chicharronera” esta se resuelve por las variables a,
b, y c, sustituyéndolas dentro de la formula. “la
chicharronera” siempre nos arrojara dos
respuestas x1 y x2. Es un procedimiento algo
laborioso para encontrar ambas x, es por eso que
se desarrolló un programa en el software de
Matlab, para resolverlas de forma fácil y sencilla
introduciendo solo los números de la ecuación en
las variables las cuales les dimos mención y son:
a, b y c.
Palabras clave: ecuaciones cuadráticas, Matlab,
variables, desarrollo
Introducción:
En matemáticas, siempre encontraremos algunos
problemas que tengan un amplio desarrollo para
encontrar el resultado original, en el caso de la
rama de la aritmética, tenemos a las ecuaciones
cuadráticas con forma de ax^2 +bx +c=0, donde a,
b y c son variables sustituibles, los cuales deben
ser números reales y no pueden ser iguales a cero.
Pero para resolver este tipo de ecuaciones pueden
tener varias formas de resolverse como lo son
factorización, a completar el cuadrado, método de
la raíz cuadrada y por la formula general [1]., que
es la cual nos centraremos, este es un método muy
completo permitiéndonos encontrar x con una
expresión completa o incompleta.
Como todo la formula general tiene una historia
donde nos remontamos a la antigua babilonia en el
periodo aproximado de 2000-1600 antes de cristo,
y desde esos cuatro milenos muchos nombres
reconocidos dejaron un huella dentro del algebra y
mas en la formula general. [2].
La fórmula general permite encontrar las raíces de
cualquier ecuación cuadrática ax2+bx+c=0ax^2 +
bx + c = 0ax2+bx+c=0. La idea es factorizar la
ecuación como (x−R)(x−S)=0(x - R)(x - S) =
0(x−R)(x−S)=0, de modo que x=Rx = Rx=R o
x=Sx = Sx=S. Para esto, basta con encontrar dos
números cuya suma sea −ba-\frac{b}{a}−ab y
cuyo producto sea ca\frac{c}{a}ac. Aplicando la
diferencia de cuadrados, se obtiene que
x=−b2a±b24a2−ca=−b±b2−4ac2a.x = -\frac{b}
{2a} \pm \sqrt{\frac{b^2}{4a^2} - \frac{c}{a}} =
\frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}.x=−2ab
±4a2b2−ac=2a−b±b2−4ac.
Así, la fórmula general no solo proporciona las
soluciones de forma directa, sino que también
funciona para números reales e imaginarios,
ofreciendo un método confiable y universal para
resolver ecuaciones cuadráticas. [2].
Esta forma de resolver las ecuaciones cuadráticas
tiene alto impacto en la física, la ingeniera y hasta
la economía. En la ficica se puede usar para
determinar el tiempo que tarda un objeto en caer,
o para obtener la altura y aceleración, en la
ingeniería las ecuaciones cuadráticas para analizar
estructuras, cargas y materiales, para poder
predecir su comportamiento en las situaciones
allas cuales se someten y en la economía para
modelar ingresos y costos, también tener un
equilibrio en precios y equilibro de beneficios [3].
Pero alguna vez te haz preguntado como puedes
evitarte el esfuerzo de hacer todo el proceso a hoja
y lápiz?, en este reporte se logra crear un
programa con ayuda del software de Matlab que
es un entorno de programación y caclulo numerico
que permite resolver problemas matemáticos,
simular sistemas y visualizar datos. Para el caso
en especifico de este mismo, fue diceñar un
código capaz de contestar de forma correcta la
ecuación que se ponga en los campos de las
variables de a, b y c. el código engloba las
condicionales para aplicar la formula general y
tener respuestas …
Y asi dejar por un momento el lapiz y el papel
para tener una respuesta al instante.
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Programa para resolver la formula general en Matlab Resumen: dentro de la amplia rama de las matemáticas tenemos a las ecuaciones de segundo grado, las cuales se pueden resolver por varios métodos como factorización pero en este caso nos centraremos en la formula general que coloquialmente se le conoce como “ la chicharronera” esta se resuelve por las variables a, b, y c, sustituyéndolas dentro de la formula. “la chicharronera” siempre nos arrojara dos respuestas x1 y x2. Es un procedimiento algo laborioso para encontrar ambas x, es por eso que se desarrolló un programa en el software de Matlab, para resolverlas de forma fácil y sencilla introduciendo solo los números de la ecuación en las variables las cuales les dimos mención y son: a, b y c. Palabras clave: ecuaciones cuadráticas, Matlab, variables, desarrollo Introducción: En matemáticas, siempre encontraremos algunos problemas que tengan un amplio desarrollo para encontrar el resultado original, en el caso de la rama de la aritmética, tenemos a las ecuaciones cuadráticas con forma de ax^2 +bx +c=0, donde a, b y c son variables sustituibles, los cuales deben ser números reales y no pueden ser iguales a cero. Pero para resolver este tipo de ecuaciones pueden tener varias formas de resolverse como lo son factorización, a completar el cuadrado, método de la raíz cuadrada y por la formula general [1]., que es la cual nos centraremos, este es un método muy completo permitiéndonos encontrar x con una expresión completa o incompleta. Como todo la formula general tiene una historia donde nos remontamos a la antigua babilonia en el periodo aproximado de 2000-1600 antes de cristo, y desde esos cuatro milenos muchos nombres reconocidos dejaron un huella dentro del algebra y mas en la formula general. [2]. La fórmula general permite encontrar las raíces de cualquier ecuación cuadrática ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0ax2+bx+c=0. La idea es factorizar la ecuación como (x−R)(x−S)=0(x - R)(x - S) = 0(x−R)(x−S)=0, de modo que x=Rx = Rx=R o x=Sx = Sx=S. Para esto, basta con encontrar dos números cuya suma sea −ba-\frac{b}{a}−ab y cuyo producto sea ca\frac{c}{a}ac. Aplicando la diferencia de cuadrados, se obtiene que x=−b2a±b24a2−ca=−b±b2−4ac2a.x = -\frac{b} {2a} \pm \sqrt{\frac{b^2}{4a^2} - \frac{c}{a}} = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}.x=−2ab ±4a2b2−ac=2a−b±b2−4ac. Así, la fórmula general no solo proporciona las soluciones de forma directa, sino que también funciona para números reales e imaginarios, ofreciendo un método confiable y universal para resolver ecuaciones cuadráticas. [2]. Esta forma de resolver las ecuaciones cuadráticas tiene alto impacto en la física, la ingeniera y hasta la economía. En la ficica se puede usar para determinar el tiempo que tarda un objeto en caer, o para obtener la altura y aceleración, en la ingeniería las ecuaciones cuadráticas para analizar estructuras, cargas y materiales, para poder predecir su comportamiento en las situaciones allas cuales se someten y en la economía para modelar ingresos y costos, también tener un equilibrio en precios y equilibro de beneficios [3]. Pero alguna vez te haz preguntado como puedes evitarte el esfuerzo de hacer todo el proceso a hoja y lápiz?, en este reporte se logra crear un programa con ayuda del software de Matlab que es un entorno de programación y caclulo numerico que permite resolver problemas matemáticos, simular sistemas y visualizar datos. Para el caso en especifico de este mismo, fue diceñar un código capaz de contestar de forma correcta la ecuación que se ponga en los campos de las variables de a, b y c. el código engloba las condicionales para aplicar la formula general y tener respuestas … Y asi dejar por un momento el lapiz y el papel para tener una respuesta al instante.

Marco teorico Ecuaciones cuadraticas: Una ecuación cuadrática es una expresión algebraica de segundo grado de la forma ax^2 + bx + c = 0, donde a, b y c son números reales y a diferente de cero. Este tipo de ecuaciones aparece frecuentemente en problemas matemáticos y aplicaciones de la vida real. Dependiendo de los valores de sus coeficientes, las soluciones pueden ser reales o complejas. Existen diferentes métodos para resolver ecuaciones cuadráticas:  Factorización: expresar la ecuación como el producto de dos binomios.  Completar el cuadrado: transforma la ecuación en una forma que permite aplicar la raíz cuadrada.  Método de la raíz cuadrada: aplicable cuando la ecuación tiene forma x^2 = k.  Fórmula general: proporciona directamente las soluciones, independientemente de los coeficientes. Las ecuaciones cuadráticas tienen relevancia en diversas áreas. En física, se usan para calcular movimiento uniformemente acelerado, altura y tiempo de caída de objetos. En ingeniería, permiten analizar estructuras, cargas y materiales, prediciendo su comportamiento ante diferentes condiciones. En economía, se emplean para modelar ingresos, costos y equilibrio de beneficios y precios. Formula general: La fórmula general permite encontrar las raíces de cualquier ecuación cuadrática de manera directa. Se basa en la factorización de la ecuación como (x - R)(x - S) = 0, donde R y S son las raíces. Para obtenerlas, se buscan dos números cuya suma sea -b/a y cuyo producto sea c/a. Aplicando la diferencia de cuadrados se obtiene: x = -b/(2a) ± sqrt(b^2 - 4ac)/(2a) Esta fórmula funciona tanto para números reales como imaginarios, garantizando un método confiable y universal Matlab: MATLAB (Matrix Laboratory) es un entorno de programación y cálculo numérico ampliamente utilizado en ingeniería, ciencia y educación. Su estructura basada en matrices permite realizar operaciones matemáticas complejas de manera eficiente, incluyendo la resolución de ecuaciones cuadráticas. Entre sus principales características se encuentran:  Interactividad: permite ejecutar y modificar códigos fácilmente.  Visualización: gráficos en 2D y 3D para analizar resultados.  Automatización: funciones y scripts que agilizan cálculos repetitivos.  Simulación: usando herramientas como Simulink para modelar sistemas dinámicos. Marco metodologico el objetivo de la práctica es crear un programa que pueda resolver ecuaciones cuadráticas, teniendo en cuanta con las condiciones de si a ≠ 0, o b ≠ y c≠ Herramientas Software: Matlab Hardware: computadora con Matlab instalado Recursos adicionales: libros y videos de internet entorno a la programación en Matlab Procedimiento: Análisis del problema: se tuvo que analizar las condicionales y casos de la fromula general, llegando solo a la simplificación de casos de que alguna de las variables fuera diferente de 0 o que todas las variables dieran 0, asi para hacer mas hábil la interacción de las deciciones dentro del programa Diceño del algoritmo: para el algortimo, se definieron primero las entradas con las variables correspondientes a, b y c, las cuales por sus

Ahora el caso 2 (figura x). Como vemos en el caso que a sea igual a 0 nos marca sin una solución, pues esto ya no forma parte de una ecuación cuadrática y directamente cuenta como una ecuación lineal. Sigue el caso 3 (figura x) Nos arroja el resultado puesto que tenemos el primer termino como un numero real, aparte el discrimante resultante es positivo, lo que indica que hay dos soluciones reales y disitntas Seguiremos con el caso 4 (figura x) De nuevo nos arrojo un resultado valido, puesto que al no tener a “c” el discriminatne como en el caso anterior es positivo y por que una raíz es 0 como podemos ver en la figura representada, y la otra es una raíz es recional esto sucede por ser un discriminante de cuadrado perfecto Para finalizar el caso 5 (figura x) Como vemos no es una ecuación cuadrática, puesto que no hay ningún numero real como tal en la ecuación lo que podemos traducir que no hay datos, y podemos decir que es infinita. Comparación con calculo manual Conclusions

 La fórmula general es un método

confiable y universal para resolver

cualquier ecuación cuadrática,

funcionando tanto con raíces reales como

complejas.

 Implementar la fórmula general en

MATLAB permite automatizar cálculos,

reducir errores y obtener resultados

rápidos, evitando el procedimiento

manual con lápiz y papel.

 El programa desarrollado fue capaz de

calcular correctamente las raíces de

distintas ecuaciones cuadráticas,

validando su precisión mediante

comparación con cálculos manuales.

La experiencia demuestra que el

uso de herramientas

computacionales facilita la

enseñanza y comprensión de

conceptos matemáticos, y tiene

aplicaciones prácticas en áreas

como física, ingeniería y economía.