Resolución de Ecuaciones
Resolver una ecuación significa encontrar el valor (o valores) de la variable que la hace verdadera, usando operaciones inversas para aislarla.
Definition
Resolver una ecuación significa encontrar el valor de la variable que hace que ambos lados sean iguales, usando operaciones opuestas (inversas) para ir quitando todo lo que esté unido a la variable hasta que quede sola; lo que le hagas a un lado de la ecuación se lo debes hacer al otro, tal como mantener nivelada una balanza. En las ecuaciones lineales, esto implica deshacer las operaciones en el orden inverso al orden de las operaciones (PEMDAS) mientras se mantiene la igualdad en ambos lados, un método justificado formalmente por la propiedad de sustitución de la igualdad: si $a = b$, entonces $a + c = b + c$. Resolver una ecuación sobre un dominio $D$, en un sentido más general, significa encontrar el conjunto solución $\{x \in D : f(x) = g(x)\}$; para ecuaciones lineales sobre un cuerpo, la eliminación gaussiana resuelve sistemas de manera eficiente, y las ecuaciones no lineales pueden requerir métodos numéricos como la iteración de Newton-Raphson cuando no existen soluciones en forma cerrada.
Example
Resuelve $x - 3 = 8$: suma $3$ a ambos lados para obtener $x = 11$, y comprueba que $11 - 3 = 8$. Resuelve $3(x + 2) = 21$: divide ambos lados entre $3$ para obtener $x + 2 = 7$, luego resta $2$ para obtener $x = 5$. El método de Newton-Raphson para resolver $f(x) = 0$ usa $x_{n+1} = x_n - f(x_n)/f'(x_n)$; empezando en $x_0 = 2$ para $f(x) = x^2 - 2$ se obtiene $x_1 = 1.5$, $x_2 = 1.4167$, convergiendo a $\sqrt{2} = 1.4142\ldots$
Key Insight
Lo que le hagas a un lado de la ecuación se lo debes hacer al otro lado, tal como mantener nivelada una balanza. El método de Newton-Raphson converge cuadráticamente cerca de una raíz simple, lo que significa que el número de dígitos decimales correctos aproximadamente se duplica con cada iteración, lo cual lo convierte en el estándar de referencia para encontrar raíces rápidamente en el análisis numérico.