Enunciado:
Sabiendo que \{x=2,y=1,z=-1\} es la solución del sistema compatible determinado
\left.\begin{matrix}a\,x &+ &b\,y&+&c\,z&=&a+c \\ b\,x &- &y&+&b\,z&=&a-b-c\\ c\,x &- &b\,y&+&2\,x&=&b \\ \end{matrix}\right\}
calcular el valor de los parámetros a, b i c.
Resolución:
Sustituyendo las variables por los valores respectivos de la solución obtenemos el siguiente sistema de ecuaciones lineales, cuyas incógnitas son a, b y c
\left.\begin{matrix}2\,a &+ &b&-&c&=&a+c \\ 2\,b &- &1&-&b&=&a-b-c \\ 2\,(c+2) &- &b&&&=&b \\ \end{matrix}\right\}
y, ordenándo sus ecuaciones, podemos escribirlo de la forma
\left.\begin{matrix}a &+ &b&-&2\,c&=&0 \\ a & -&2\,b &- &c&=&-1 \\ & &2\,b &- &2\,c&=&4 \\ \end{matrix}\right\}
Procedemos a reducirlo por Gauss ( para obtener el sistema escalonado inferiormente, equivalente al original ):
con
e_2 \leftarrow e_2-e_1
podemos escribirlo de la forma
\left.\begin{matrix}a &+ &b&-&2\,c&=&0 \\ & &-3\,b &+ &c&=&-1 \\ & &2\,b &- &2\,c&=&4 \\ \end{matrix}\right\}
y permutando el orden de las incógnitas b y c llegamos a
\left.\begin{matrix}a &-& 2\,c&+&b&=&0 \\ & &c &- &3\,b&=&-1 \\ & &-2\,c &+ &2\,b&=&4 \\ \end{matrix}\right\}
Finalmente, realizando la siguiente operación elemental
e_3 \leftarrow 2\,e_2+e_3
puede escribirse de la forma
\left.\begin{matrix}a &-& 2\,c&+&b&=&0 \\ & &c &- &3\,b&=&-1 \\ & && &-4\,b&=&2 \\ \end{matrix}\right\}
que, siendo el número de ecuaciones no identicamente nulas igual a 3, todas ellas son linealmente independientes, luego el rango del sistema es 3, y, como es igual al número de incógnitas, por el Teorema de Rouché, la solución del sistema es única ( s. compatible determinado ). Veamos su solución.
Despejando b de la tercera ecuación,
b=-\dfrac{1}{2}
y sustituyendo éste en al segunda,
c=3\cdot \big(-\dfrac{1}{2}\big)-1=-\dfrac{5}{2}
y, finalmente, sustituyendo ambos resultados en la primera,
a=2\cdot \big(-\dfrac{5}{2}\big)+\dfrac{1}{2}=-\dfrac{9}{2}
\square
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