Estos problemas pertenecen a la familia de las cien bestias, o de los cien animales: comprar un número fijo de animales de tres tipos gastando exactamente cierta cantidad. No basta con encontrar números que cuadren con el gasto: las cantidades deben ser enteras, no negativas y sumar también el total correcto. Veremos un procedimiento que encuentra todas las soluciones o demuestra que no hay ninguna.
El método general, explicado paso a paso
Para entender cuándo ax + by = c tiene soluciones enteras, cómo encontrar la identidad de Bézout y cómo obtener todas las soluciones, lee Ecuaciones diofánticas lineales: teoría y ejemplo con Euclides extendido.
Abrir el laboratorio general de ecuaciones diofánticas: introduce los tres coeficientes enteros a, b y c y sigue las divisiones, sustituciones y restricciones sin saltarte ningún paso.
Para los problemas de las cien bestias, tras eliminar z y quitar los denominadores, introduce A, B y C de Ax + By = C en los campos a, b y c del laboratorio. Después recupera z = N - x - y y comprueba también z ≥ 0, o z ≥ 1 si se exige al menos un animal de cada tipo: el laboratorio general solo impone restricciones a x e y.

1. Del relato a dos ecuaciones
Llamamos N al total de animales, S al dinero disponible, a, b, c a los tres precios unitarios y x, y, z a las cantidades correspondientes. El orden importa: una terna (x, y, z) se lee siempre en el mismo orden que los precios.
x + y + z = Nax + by + cz = S
De la primera ecuación obtenemos z = N - x - y. Sustituimos en la segunda:ax + by + c(N - x - y) = S(a - c)x + (b - c)y = S - cN.
La idea concreta es esta: comprar los N animales al precio c costaría cN. Cada animal del primer tipo añade a - c al gasto y cada animal del segundo añade b - c. Estos incrementos deben cubrir exactamente S - cN.
Si aparecen fracciones, multiplicamos toda la ecuación por el mínimo común múltiplo de los denominadores de los precios y, si hace falta, del denominador de S. Obtenemos A x + B y = C con coeficientes enteros, sin redondear. Al final recuperamos siempre z = N - x - y.
Regla de la colección: en los 20 problemas N = S = 100. Se permiten cantidades enteras mayores o iguales que cero. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, imponemos x, y, z ≥ 1: algunas soluciones quedarán excluidas. No confundas ambas condiciones.
2. MCD, congruencias y límites: el método sistemático
- Comprueba primero el presupuesto. Si todos los precios son positivos, debe cumplirse
N × min(a,b,c) ≤ S ≤ N × max(a,b,c). Fuera de ese intervalo el problema es imposible; estar dentro aún no garantiza una solución. - Elimina z y las fracciones. Llega a
A x + B y = C. - Calcula d = MCD(|A|,|B|). Si
dno divide aC, no existe ninguna pareja entera. Si lo divide, divide pord:A′x + B′y = C′, con coeficientes coprimos. - Encuentra la clase de x. Para
B′ > 0, consideraA′x ≡ C′ (mod B′). Dos números son congruentes cuando tienen el mismo resto al dividirlos entreB′. El términoB′ydesaparece porque es múltiplo deB′. - Utiliza el inverso o Euclides. Como los coeficientes son coprimos, el algoritmo de Euclides extendido encuentra
u, vconA′u + B′v = 1. Al multiplicar la congruencia poru, obtienesx ≡ uC′ (mod B′). Si el resto esr, todos los candidatos sonx = r + kB′. SiB′ = 1, todos los enteros pertenecen a la misma clase: la congruencia no limitax. - Impón las restricciones. Calcula
y = (C - Ax)/Byz = N - x - y, y después exige la no negatividad o la positividad solicitada. Los límites del parámetro, no los tanteos al azar, deciden qué candidatos quedan. - Comprueba las dos ecuaciones. Para cada terna, comprueba el total de animales y el gasto exacto. El intervalo del parámetro garantiza que no se ha olvidado ninguna otra solución.
¿Cómo se encuentra el inverso en la práctica? Si los coeficientes reducidos son 31 y 7, divide con resto: 31 = 4 × 7 + 3 y después 7 = 2 × 3 + 1. Retrocede sustituyendo el resto 3: 1 = 7 - 2 × 3 = 7 - 2 × (31 - 4 × 7) = 9 × 7 - 2 × 31. Así, -2, o equivalentemente 5, es un inverso de 31 módulo 7. No se adivina: se obtiene recorriendo hacia atrás las divisiones de Euclides.
En esta colección a > b > c, por tanto A > B > 0. De Ax + By = C obtenemos un primer límite 0 ≤ x ≤ ⌊C/A⌋. El símbolo ⌊ ⌋ significa redondear hacia abajo. También hay que comprobar z: la ecuación reducida del gasto no impone automáticamente todas las restricciones.
¿Un ejemplo completo? Abre la solución del problema 1: encontrarás todos los pasos del caso de los cien cerdos, desde la sustitución hasta la comprobación de la terna. La mantenemos oculta junto a las demás para que puedas intentarlo primero.
3. La solución general: una familia y un intervalo
Cuando (A,B) ≠ (0,0) y d divide a C, Euclides extendido encuentra u, v tales que Au + Bv = d. Una solución particular es x₀ = u(C/d), y₀ = v(C/d). No importa si es negativa: sirve como punto de partida.
Todas las parejas enteras, y solo ellas, son:x = x₀ + (B/d)ky = y₀ - (A/d)kz = N - x₀ - y₀ + ((A - B)/d)k
con k entero. Al cambiar k recorres toda la familia, no una muestra.
Tomamos m = 0 si se permiten tipos ausentes, o m = 1 si se exigen los tres tipos. Cada restricción tiene la forma q + tk ≥ m. Si t > 0, impone k ≥ ⌈(m - q)/t⌉; si t < 0, impone k ≤ ⌊(m - q)/t⌋. Si t = 0, ya debe cumplirse q ≥ m. El símbolo ⌈ ⌉ significa redondear hacia arriba.
Toma el mayor de los límites inferiores y el menor de los superiores. Si resulta k_min > k_max, ninguna terna es admisible. En caso contrario, utiliza todos los enteros entre k_min y k_max: el número de soluciones es k_max - k_min + 1. Este criterio general también sirve cuando los precios no están ordenados.
Precios iguales: no dividas entre cero. Si B = 0 y A ≠ 0, resuelve Ax = C: C/A debe ser un entero al menos igual a m. Después reparte N - x entre y y z, ambos al menos iguales a m. Si A = 0 y B ≠ 0, haz lo mismo fijando y. Si A = B = 0, los tres precios son iguales: para C ≠ 0 no hay soluciones; para C = 0 sirven todas las ternas enteras con x + y + z = N y los límites solicitados. En este último caso hay dos cantidades libres, no un único parámetro.
4. Cuándo no existe una solución
Primer obstáculo: el MCD. Una variante con 100 animales, 100 monedas y precios 7/2, 2, 1/2 conduce a 6x + 3y = 100. El miembro izquierdo siempre es múltiplo de 3; 100 no lo es. Por tanto, no hay ninguna solución entera.
Segundo obstáculo: las cantidades. Consideremos caballos a 15 monedas, burros a 5 y ovejas a 1/2, de nuevo con 100 animales y 100 monedas. Obtenemos 29x + 9y = 100. El MCD es 1, así que existen parejas enteras. Sin embargo, 2x ≡ 1 (mod 9) implica x ≡ 5 (mod 9), mientras que y ≥ 0 exige 0 ≤ x ≤ 3. No hay ningún entero de esa clase dentro del intervalo: ninguna solución admisible.
Por ejemplo, x = 5 daría y = -5 y z = 100: las dos ecuaciones se cumplen, pero comprar menos cinco burros no tiene sentido. El MCD decide la existencia entre los enteros; las restricciones deciden la existencia en el problema concreto.
5. Los 20 problemas: inténtalo y después abre la solución
En cada problema compra exactamente 100 animales y gasta exactamente 100 monedas. Cada precio indicado corresponde a un solo animal. Encuentra todas las ternas no negativas en el orden de los tres tipos; después comprueba cuáles quedan si quieres al menos un animal de cada tipo. Pulsa « Mostrar solución y procedimiento » para abrir o cerrar la respuesta: no hace falta JavaScript.
Los cien cerdos
Los tres tipos son verracos, cerdas, lechones. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
10, 5, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10010 × x + 5 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
19x + 9y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda19x + 9y = 100.20x + 10y + 1z = 20020x + 10y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 9: 19x ≡ 100 (mod 9). La identidad de Bézout
19 × (1) + 9 × (-2) = 1muestra que(1)es un inverso de 19 módulo 9. Por tanto, x ≡(1)× 100 ≡ 1 (mod 9). Todos los candidatos son x = 1 + 9k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 5. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 1 + 9k,y = 9 - 19k,z = 90 + 10k. Las restricciones se convierten en1 + 9k ≥ 0 → k ≥ 0;9 - 19k ≥ 0 → k ≤ 0;90 + 10k ≥ 0 → k ≥ -9. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son1. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
verracos (x) cerdas (y) lechones (z) Total de animales Comprobación del gasto 1 9 90 100 1 × 10 + 9 × 5 + 90 × 1/2 = 100(1, 9, 90)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Los cien pollos
Los tres tipos son gallos, gallinas, pollitos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
5, 3, 1/3monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1005 × x + 3 × y + 1/3 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 3 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
14x + 8y = 200. El MCD es 2; al dividir entre 2 queda7x + 4y = 100.15x + 9y + 1z = 30015x + 9y + 1(100 - x - y) = 3003. Reducimos módulo 4: 7x ≡ 100 (mod 4). La identidad de Bézout
7 × (3) + 4 × (-5) = 1muestra que(3)es un inverso de 7 módulo 4. Por tanto, x ≡(3)× 100 ≡ 0 (mod 4). Todos los candidatos son x = 0 + 4k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 14. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 0 + 4k,y = 25 - 7k,z = 75 + 3k. Las restricciones se convierten en0 + 4k ≥ 0 → k ≥ 0;25 - 7k ≥ 0 → k ≤ 3;75 + 3k ≥ 0 → k ≥ -25. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 3. Los valores admisibles de x son0, 4, 8, 12. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
gallos (x) gallinas (y) pollitos (z) Total de animales Comprobación del gasto 0 25 75 100 0 × 5 + 25 × 3 + 75 × 1/3 = 1004 18 78 100 4 × 5 + 18 × 3 + 78 × 1/3 = 1008 11 81 100 8 × 5 + 11 × 3 + 81 × 1/3 = 10012 4 84 100 12 × 5 + 4 × 3 + 84 × 1/3 = 100(0, 25, 75); (4, 18, 78); (8, 11, 81); (12, 4, 84)Hay 4 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 3.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Vacas, ovejas, cabras
Los tres tipos son vacas, ovejas, cabras. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
10, 3, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10010 × x + 3 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
19x + 5y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda19x + 5y = 100.20x + 6y + 1z = 20020x + 6y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 5: 19x ≡ 100 (mod 5). La identidad de Bézout
19 × (4) + 5 × (-15) = 1muestra que(4)es un inverso de 19 módulo 5. Por tanto, x ≡(4)× 100 ≡ 0 (mod 5). Todos los candidatos son x = 0 + 5k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 5. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 0 + 5k,y = 20 - 19k,z = 80 + 14k. Las restricciones se convierten en0 + 5k ≥ 0 → k ≥ 0;20 - 19k ≥ 0 → k ≤ 1;80 + 14k ≥ 0 → k ≥ -5. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 1. Los valores admisibles de x son0, 5. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
vacas (x) ovejas (y) cabras (z) Total de animales Comprobación del gasto 0 20 80 100 0 × 10 + 20 × 3 + 80 × 1/2 = 1005 1 94 100 5 × 10 + 1 × 3 + 94 × 1/2 = 100(0, 20, 80); (5, 1, 94)Hay 2 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Pavos reales, palomas, gorriones
Los tres tipos son pavos reales, palomas, gorriones. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
8, 2, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1008 × x + 2 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
31x + 7y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda31x + 7y = 300.32x + 8y + 1z = 40032x + 8y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 7: 31x ≡ 300 (mod 7). La identidad de Bézout
31 × (5) + 7 × (-22) = 1muestra que(5)es un inverso de 31 módulo 7. Por tanto, x ≡(5)× 300 ≡ 2 (mod 7). Todos los candidatos son x = 2 + 7k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 9. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 2 + 7k,y = 34 - 31k,z = 64 + 24k. Las restricciones se convierten en2 + 7k ≥ 0 → k ≥ 0;34 - 31k ≥ 0 → k ≤ 1;64 + 24k ≥ 0 → k ≥ -2. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 1. Los valores admisibles de x son2, 9. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
pavos reales (x) palomas (y) gorriones (z) Total de animales Comprobación del gasto 2 34 64 100 2 × 8 + 34 × 2 + 64 × 1/4 = 1009 3 88 100 9 × 8 + 3 × 2 + 88 × 1/4 = 100(2, 34, 64); (9, 3, 88)Hay 2 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 2.
Atunes, doradas, sardinas
Los tres tipos son atunes, doradas, sardinas. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
12, 4, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10012 × x + 4 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
23x + 7y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda23x + 7y = 100.24x + 8y + 1z = 20024x + 8y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 7: 23x ≡ 100 (mod 7). La identidad de Bézout
23 × (4) + 7 × (-13) = 1muestra que(4)es un inverso de 23 módulo 7. Por tanto, x ≡(4)× 100 ≡ 1 (mod 7). Todos los candidatos son x = 1 + 7k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 4. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 1 + 7k,y = 11 - 23k,z = 88 + 16k. Las restricciones se convierten en1 + 7k ≥ 0 → k ≥ 0;11 - 23k ≥ 0 → k ≤ 0;88 + 16k ≥ 0 → k ≥ -5. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son1. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
atunes (x) doradas (y) sardinas (z) Total de animales Comprobación del gasto 1 11 88 100 1 × 12 + 11 × 4 + 88 × 1/2 = 100(1, 11, 88)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Caballos, burros, corderos
Los tres tipos son caballos, burros, corderos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
4, 3, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1004 × x + 3 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
15x + 11y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda15x + 11y = 300.16x + 12y + 1z = 40016x + 12y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 11: 15x ≡ 300 (mod 11). La identidad de Bézout
15 × (3) + 11 × (-4) = 1muestra que(3)es un inverso de 15 módulo 11. Por tanto, x ≡(3)× 300 ≡ 9 (mod 11). Todos los candidatos son x = 9 + 11k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 20. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 9 + 11k,y = 15 - 15k,z = 76 + 4k. Las restricciones se convierten en9 + 11k ≥ 0 → k ≥ 0;15 - 15k ≥ 0 → k ≤ 1;76 + 4k ≥ 0 → k ≥ -19. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 1. Los valores admisibles de x son9, 20. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
caballos (x) burros (y) corderos (z) Total de animales Comprobación del gasto 9 15 76 100 9 × 4 + 15 × 3 + 76 × 1/4 = 10020 0 80 100 20 × 4 + 0 × 3 + 80 × 1/4 = 100(9, 15, 76); (20, 0, 80)Hay 2 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Bueyes, cabras, pollitos
Los tres tipos son bueyes, cabras, pollitos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
7, 2, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1007 × x + 2 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
13x + 3y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda13x + 3y = 100.14x + 4y + 1z = 20014x + 4y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 3: 13x ≡ 100 (mod 3). La identidad de Bézout
13 × (1) + 3 × (-4) = 1muestra que(1)es un inverso de 13 módulo 3. Por tanto, x ≡(1)× 100 ≡ 1 (mod 3). Todos los candidatos son x = 1 + 3k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 7. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 1 + 3k,y = 29 - 13k,z = 70 + 10k. Las restricciones se convierten en1 + 3k ≥ 0 → k ≥ 0;29 - 13k ≥ 0 → k ≤ 2;70 + 10k ≥ 0 → k ≥ -7. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 2. Los valores admisibles de x son1, 4, 7. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
bueyes (x) cabras (y) pollitos (z) Total de animales Comprobación del gasto 1 29 70 100 1 × 7 + 29 × 2 + 70 × 1/2 = 1004 16 80 100 4 × 7 + 16 × 2 + 80 × 1/2 = 1007 3 90 100 7 × 7 + 3 × 2 + 90 × 1/2 = 100(1, 29, 70); (4, 16, 80); (7, 3, 90)Hay 3 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 3.
Ciervos, liebres, conejos
Los tres tipos son ciervos, liebres, conejos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
8, 6, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1008 × x + 6 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
15x + 11y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda15x + 11y = 100.16x + 12y + 1z = 20016x + 12y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 11: 15x ≡ 100 (mod 11). La identidad de Bézout
15 × (3) + 11 × (-4) = 1muestra que(3)es un inverso de 15 módulo 11. Por tanto, x ≡(3)× 100 ≡ 3 (mod 11). Todos los candidatos son x = 3 + 11k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 6. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 3 + 11k,y = 5 - 15k,z = 92 + 4k. Las restricciones se convierten en3 + 11k ≥ 0 → k ≥ 0;5 - 15k ≥ 0 → k ≤ 0;92 + 4k ≥ 0 → k ≥ -23. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son3. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
ciervos (x) liebres (y) conejos (z) Total de animales Comprobación del gasto 3 5 92 100 3 × 8 + 5 × 6 + 92 × 1/2 = 100(3, 5, 92)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Gansos, patos, pollitos
Los tres tipos son gansos, patos, pollitos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
10, 4, 1/3monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10010 × x + 4 × y + 1/3 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 3 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
29x + 11y = 200. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda29x + 11y = 200.30x + 12y + 1z = 30030x + 12y + 1(100 - x - y) = 3003. Reducimos módulo 11: 29x ≡ 200 (mod 11). La identidad de Bézout
29 × (8) + 11 × (-21) = 1muestra que(8)es un inverso de 29 módulo 11. Por tanto, x ≡(8)× 200 ≡ 5 (mod 11). Todos los candidatos son x = 5 + 11k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 6. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 5 + 11k,y = 5 - 29k,z = 90 + 18k. Las restricciones se convierten en5 + 11k ≥ 0 → k ≥ 0;5 - 29k ≥ 0 → k ≤ 0;90 + 18k ≥ 0 → k ≥ -5. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son5. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
gansos (x) patos (y) pollitos (z) Total de animales Comprobación del gasto 5 5 90 100 5 × 10 + 5 × 4 + 90 × 1/3 = 100(5, 5, 90)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Pavos reales, gallinas, gorriones
Los tres tipos son pavos reales, gallinas, gorriones. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
15, 4, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10015 × x + 4 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
29x + 7y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda29x + 7y = 100.30x + 8y + 1z = 20030x + 8y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 7: 29x ≡ 100 (mod 7). La identidad de Bézout
29 × (1) + 7 × (-4) = 1muestra que(1)es un inverso de 29 módulo 7. Por tanto, x ≡(1)× 100 ≡ 2 (mod 7). Todos los candidatos son x = 2 + 7k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 3. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 2 + 7k,y = 6 - 29k,z = 92 + 22k. Las restricciones se convierten en2 + 7k ≥ 0 → k ≥ 0;6 - 29k ≥ 0 → k ≤ 0;92 + 22k ≥ 0 → k ≥ -4. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son2. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
pavos reales (x) gallinas (y) gorriones (z) Total de animales Comprobación del gasto 2 6 92 100 2 × 15 + 6 × 4 + 92 × 1/2 = 100(2, 6, 92)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Caballos, ovejas, corderos
Los tres tipos son caballos, ovejas, corderos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
6, 3, 1/2monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1006 × x + 3 × y + 1/2 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 2 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
11x + 5y = 100. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda11x + 5y = 100.12x + 6y + 1z = 20012x + 6y + 1(100 - x - y) = 2003. Reducimos módulo 5: 11x ≡ 100 (mod 5). La identidad de Bézout
11 × (1) + 5 × (-2) = 1muestra que(1)es un inverso de 11 módulo 5. Por tanto, x ≡(1)× 100 ≡ 0 (mod 5). Todos los candidatos son x = 0 + 5k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 9. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 0 + 5k,y = 20 - 11k,z = 80 + 6k. Las restricciones se convierten en0 + 5k ≥ 0 → k ≥ 0;20 - 11k ≥ 0 → k ≤ 1;80 + 6k ≥ 0 → k ≥ -13. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 1. Los valores admisibles de x son0, 5. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
caballos (x) ovejas (y) corderos (z) Total de animales Comprobación del gasto 0 20 80 100 0 × 6 + 20 × 3 + 80 × 1/2 = 1005 9 86 100 5 × 6 + 9 × 3 + 86 × 1/2 = 100(0, 20, 80); (5, 9, 86)Hay 2 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Truchas, carpas, alburnos
Los tres tipos son truchas, carpas, alburnos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
8, 3, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1008 × x + 3 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
31x + 11y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda31x + 11y = 300.32x + 12y + 1z = 40032x + 12y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 11: 31x ≡ 300 (mod 11). La identidad de Bézout
31 × (5) + 11 × (-14) = 1muestra que(5)es un inverso de 31 módulo 11. Por tanto, x ≡(5)× 300 ≡ 4 (mod 11). Todos los candidatos son x = 4 + 11k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 9. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 4 + 11k,y = 16 - 31k,z = 80 + 20k. Las restricciones se convierten en4 + 11k ≥ 0 → k ≥ 0;16 - 31k ≥ 0 → k ≤ 0;80 + 20k ≥ 0 → k ≥ -4. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son4. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
truchas (x) carpas (y) alburnos (z) Total de animales Comprobación del gasto 4 16 80 100 4 × 8 + 16 × 3 + 80 × 1/4 = 100(4, 16, 80)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Perros, gatos, hámsteres
Los tres tipos son perros, gatos, hámsteres. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
10, 2, 1/3monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10010 × x + 2 × y + 1/3 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 3 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
29x + 5y = 200. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda29x + 5y = 200.30x + 6y + 1z = 30030x + 6y + 1(100 - x - y) = 3003. Reducimos módulo 5: 29x ≡ 200 (mod 5). La identidad de Bézout
29 × (4) + 5 × (-23) = 1muestra que(4)es un inverso de 29 módulo 5. Por tanto, x ≡(4)× 200 ≡ 0 (mod 5). Todos los candidatos son x = 0 + 5k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 6. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 0 + 5k,y = 40 - 29k,z = 60 + 24k. Las restricciones se convierten en0 + 5k ≥ 0 → k ≥ 0;40 - 29k ≥ 0 → k ≤ 1;60 + 24k ≥ 0 → k ≥ -2. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 1. Los valores admisibles de x son0, 5. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
perros (x) gatos (y) hámsteres (z) Total de animales Comprobación del gasto 0 40 60 100 0 × 10 + 40 × 2 + 60 × 1/3 = 1005 11 84 100 5 × 10 + 11 × 2 + 84 × 1/3 = 100(0, 40, 60); (5, 11, 84)Hay 2 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Pavos, patos, pollitos
Los tres tipos son pavos, patos, pollitos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
15, 3, 1/3monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10015 × x + 3 × y + 1/3 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 3 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
44x + 8y = 200. El MCD es 4; al dividir entre 4 queda11x + 2y = 50.45x + 9y + 1z = 30045x + 9y + 1(100 - x - y) = 3003. Reducimos módulo 2: 11x ≡ 50 (mod 2). La identidad de Bézout
11 × (1) + 2 × (-5) = 1muestra que(1)es un inverso de 11 módulo 2. Por tanto, x ≡(1)× 50 ≡ 0 (mod 2). Todos los candidatos son x = 0 + 2k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 4. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 0 + 2k,y = 25 - 11k,z = 75 + 9k. Las restricciones se convierten en0 + 2k ≥ 0 → k ≥ 0;25 - 11k ≥ 0 → k ≤ 2;75 + 9k ≥ 0 → k ≥ -8. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 2. Los valores admisibles de x son0, 2, 4. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
pavos (x) patos (y) pollitos (z) Total de animales Comprobación del gasto 0 25 75 100 0 × 15 + 25 × 3 + 75 × 1/3 = 1002 14 84 100 2 × 15 + 14 × 3 + 84 × 1/3 = 1004 3 93 100 4 × 15 + 3 × 3 + 93 × 1/3 = 100(0, 25, 75); (2, 14, 84); (4, 3, 93)Hay 3 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 2.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Conejos, palomas, gorriones
Los tres tipos son conejos, palomas, gorriones. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
6, 3, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1006 × x + 3 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
23x + 11y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda23x + 11y = 300.24x + 12y + 1z = 40024x + 12y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 11: 23x ≡ 300 (mod 11). La identidad de Bézout
23 × (1) + 11 × (-2) = 1muestra que(1)es un inverso de 23 módulo 11. Por tanto, x ≡(1)× 300 ≡ 3 (mod 11). Todos los candidatos son x = 3 + 11k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 13. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 3 + 11k,y = 21 - 23k,z = 76 + 12k. Las restricciones se convierten en3 + 11k ≥ 0 → k ≥ 0;21 - 23k ≥ 0 → k ≤ 0;76 + 12k ≥ 0 → k ≥ -6. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son3. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
conejos (x) palomas (y) gorriones (z) Total de animales Comprobación del gasto 3 21 76 100 3 × 6 + 21 × 3 + 76 × 1/4 = 100(3, 21, 76)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Vacas, cerdos, pollitos
Los tres tipos son vacas, cerdos, pollitos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
8, 5, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1008 × x + 5 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
31x + 19y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda31x + 19y = 300.32x + 20y + 1z = 40032x + 20y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 19: 31x ≡ 300 (mod 19). La identidad de Bézout
31 × (8) + 19 × (-13) = 1muestra que(8)es un inverso de 31 módulo 19. Por tanto, x ≡(8)× 300 ≡ 6 (mod 19). Todos los candidatos son x = 6 + 19k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 9. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 6 + 19k,y = 6 - 31k,z = 88 + 12k. Las restricciones se convierten en6 + 19k ≥ 0 → k ≥ 0;6 - 31k ≥ 0 → k ≤ 0;88 + 12k ≥ 0 → k ≥ -7. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son6. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
vacas (x) cerdos (y) pollitos (z) Total de animales Comprobación del gasto 6 6 88 100 6 × 8 + 6 × 5 + 88 × 1/4 = 100(6, 6, 88)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Cisnes, gansos, gorriones
Los tres tipos son cisnes, gansos, gorriones. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
11, 2, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 10011 × x + 2 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
43x + 7y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda43x + 7y = 300.44x + 8y + 1z = 40044x + 8y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 7: 43x ≡ 300 (mod 7). La identidad de Bézout
43 × (1) + 7 × (-6) = 1muestra que(1)es un inverso de 43 módulo 7. Por tanto, x ≡(1)× 300 ≡ 6 (mod 7). Todos los candidatos son x = 6 + 7k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 6. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 6 + 7k,y = 6 - 43k,z = 88 + 36k. Las restricciones se convierten en6 + 7k ≥ 0 → k ≥ 0;6 - 43k ≥ 0 → k ≤ 0;88 + 36k ≥ 0 → k ≥ -2. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son6. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
cisnes (x) gansos (y) gorriones (z) Total de animales Comprobación del gasto 6 6 88 100 6 × 11 + 6 × 2 + 88 × 1/4 = 100(6, 6, 88)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Cabras, gallinas, pollitos
Los tres tipos son cabras, gallinas, pollitos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
5, 2, 1/3monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1005 × x + 2 × y + 1/3 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 3 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
14x + 5y = 200. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda14x + 5y = 200.15x + 6y + 1z = 30015x + 6y + 1(100 - x - y) = 3003. Reducimos módulo 5: 14x ≡ 200 (mod 5). La identidad de Bézout
14 × (4) + 5 × (-11) = 1muestra que(4)es un inverso de 14 módulo 5. Por tanto, x ≡(4)× 200 ≡ 0 (mod 5). Todos los candidatos son x = 0 + 5k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 14. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 0 + 5k,y = 40 - 14k,z = 60 + 9k. Las restricciones se convierten en0 + 5k ≥ 0 → k ≥ 0;40 - 14k ≥ 0 → k ≤ 2;60 + 9k ≥ 0 → k ≥ -6. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 2. Los valores admisibles de x son0, 5, 10. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
cabras (x) gallinas (y) pollitos (z) Total de animales Comprobación del gasto 0 40 60 100 0 × 5 + 40 × 2 + 60 × 1/3 = 1005 26 69 100 5 × 5 + 26 × 2 + 69 × 1/3 = 10010 12 78 100 10 × 5 + 12 × 2 + 78 × 1/3 = 100(0, 40, 60); (5, 26, 69); (10, 12, 78)Hay 3 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 2.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Caballos, burros, ovejas
Los tres tipos son caballos, burros, ovejas. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
7, 5, 1/3monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1007 × x + 5 × y + 1/3 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 3 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
20x + 14y = 200. El MCD es 2; al dividir entre 2 queda10x + 7y = 100.21x + 15y + 1z = 30021x + 15y + 1(100 - x - y) = 3003. Reducimos módulo 7: 10x ≡ 100 (mod 7). La identidad de Bézout
10 × (5) + 7 × (-7) = 1muestra que(5)es un inverso de 10 módulo 7. Por tanto, x ≡(5)× 100 ≡ 3 (mod 7). Todos los candidatos son x = 3 + 7k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 10. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 3 + 7k,y = 10 - 10k,z = 87 + 3k. Las restricciones se convierten en3 + 7k ≥ 0 → k ≥ 0;10 - 10k ≥ 0 → k ≤ 1;87 + 3k ≥ 0 → k ≥ -29. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 1. Los valores admisibles de x son3, 10. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
caballos (x) burros (y) ovejas (z) Total de animales Comprobación del gasto 3 10 87 100 3 × 7 + 10 × 5 + 87 × 1/3 = 10010 0 90 100 10 × 7 + 0 × 5 + 90 × 1/3 = 100(3, 10, 87); (10, 0, 90)Hay 2 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
Las filas que contienen un cero son correctas cuando se permite la ausencia de un tipo; solo se excluyen en la versión que exige la presencia de todos los tipos.
Bueyes, carneros, corderos
Los tres tipos son bueyes, carneros, corderos. Sus precios unitarios, en el mismo orden, son
9, 6, 1/4monedas. ¿Cuántos animales de cada tipo puedes comprar respetando ambos totales?Mostrar solución y procedimiento
1. Elegimos las incógnitas en el orden indicado: x, y, z. Las dos condiciones son:
x + y + z = 1009 × x + 6 × y + 1/4 × z = 1002. Multiplicamos la ecuación del gasto por 4 y sustituimos z = 100 - x - y. Obtenemos
35x + 23y = 300. El MCD es 1; al dividir entre 1 queda35x + 23y = 300.36x + 24y + 1z = 40036x + 24y + 1(100 - x - y) = 4003. Reducimos módulo 23: 35x ≡ 300 (mod 23). La identidad de Bézout
35 × (2) + 23 × (-3) = 1muestra que(2)es un inverso de 35 módulo 23. Por tanto, x ≡(2)× 300 ≡ 2 (mod 23). Todos los candidatos son x = 2 + 23k, con k entero.4. De y ≥ 0 obtenemos x ≤ 8. Al sustituir la familia en las otras cantidades encontramos
x = 2 + 23k,y = 10 - 35k,z = 88 + 12k. Las restricciones se convierten en2 + 23k ≥ 0 → k ≥ 0;10 - 35k ≥ 0 → k ≤ 0;88 + 12k ≥ 0 → k ≥ -7. Al intersectar los tres límites obtenemos0 ≤ k ≤ 0. Los valores admisibles de x son2. Este intervalo agota todas las posibilidades.5. Todas las soluciones, en el orden indicado
bueyes (x) carneros (y) corderos (z) Total de animales Comprobación del gasto 2 10 88 100 2 × 9 + 10 × 6 + 88 × 1/4 = 100(2, 10, 88)Hay 1 soluciones no negativas. Si exigimos al menos un animal de cada tipo, quedan 1.
6. Conclusión
Los nombres de los animales y las monedas sirven para contar la situación: el método funciona con cualesquiera tres bienes y precios racionales.
Recuerda el recorrido: dos ecuaciones → eliminación → coeficientes enteros → MCD → familia de soluciones → límites → comprobación. Encontrar una terna no demuestra que sea única; determinar todo el intervalo del parámetro sí.