Processing math: 100%

sábado, 22 de febrero de 2014

Discutir y resolver el siguiente sistema de ecuaciones lineales (...)

Enunciado:
Discutir y resolver el siguiente sistema de ecuaciones lineales:
\left.\begin{matrix} 3\,x &-&3\,y&+&z=&11 \\ 2x &-&3\,y&+&2\,z=&9 \\ x &-&2\,y&+&4\,z=&3 \\ \end{matrix}\right\}

Resolución:
Reduciendo el sistema por Gauss,
\left.\begin{matrix} 3\,x &-&3\,y&+&z=&11 \\ 2x &-&3\,y&+&2\,z=&9 \\ x &-&2\,y&+&4\,z=&3 \\ \end{matrix}\right\}

Mediante las siguientes operaciones elementales entre ecuaciones
\left.\begin{matrix} -2\,e_1+3\,e_2 \rightarrow e_2\\ -2\,e_3+3\,e_2 \rightarrow e_3\\ \end{matrix}\right.

obtenemos el siguiente sistema equivalente
\left.\begin{matrix} 3\,x &-&3\,y&+&z=&11 \\ &&-3\,y&+&4\,z=&5 \\ &&y&-&6\,z=&3 \\ \end{matrix}\right\}

que acabamos de escalonar haciendo
\left.\begin{matrix} 2\,e_3+e_2 \rightarrow e_3\\ \end{matrix}\right.

obteniendo
\left.\begin{matrix} 3\,x &-&3\,y&+&z=&11 \\ &&-3\,y&+&4\,z=&5 \\ &&&-&14\,z=&14 \\ \end{matrix}\right\}

sistema escalonado por Gauss que tiene 3 ecuaciones linealmente independientes, luego el rango del sistema de ecuaciones es 3; y, como el rango coincide con el número de incógnitas, el sistema es compatible determinado, por lo que la solución es única. Veamos cuál es. De la última ecuación, despejamos z sin dificultad, obteniendo z=-1; sustituyendo dicho valor en la segunda ecuación del sistema reducido llegamos a y=-3. Y, finalmente, sustituyendo z=-1 e y=-3 en la primera ecuación y despejando la incógnita x resulta x=1.

Nota:   Se comprueba facilmente que la solución satisface las tres igualdades originales.

\square

[nota del autor]

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Gracias por tus comentarios