Pregunta
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En los siguientes sistemas de ecuaciones no lineales utilizar el método de punto fijo multivariable par aproximar la solución con una tolerancia \( \left\|\mathbf{x}_{\mathbf{i}}-\mathbf{x}_{\mathbf{i}-1}\right\|_{2} \leq 10^{-4} \). Utiliza la representación gráfica par determinar aproximación inicial. \[ \left\{\begin{array}{l}y \cos x+4 x-5=0 \\ \ln (x y)+5 y-2=0\end{array}\right. \] (a)

Ask by Mathis Ross. in Mexico
Mar 14,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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Para resolver el sistema de ecuaciones no lineales utilizando el método de punto fijo multivariable con una tolerancia de \(10^{-4}\), sigue estos pasos: 1. **Representación Gráfica**: - Grafica las ecuaciones \(y \cos x + 4x - 5 = 0\) y \(\ln(xy) + 5y - 2 = 0\) para encontrar un punto de intersección, que será la aproximación inicial \((x_0, y_0)\). 2. **Aplicar el Método de Punto Fijo**: - Utiliza las funciones de punto fijo: \[ x_{i+1} = \frac{5 - 4x_i}{\cos x_i} \] \[ y_{i+1} = \frac{2 - \ln(x_iy_i)}{5} \] - Itera hasta que la diferencia entre las iteraciones consecutivas sea menor o igual a \(10^{-4}\). 3. **Ejemplo de Iteración**: - Si se proporciona un punto de inicio, realiza las iteraciones para aproximar la solución. **Aproximación Inicial**: - Busca el punto de intersección de las gráficas para obtener \((x_0, y_0)\). **Iteraciones**: - Aplica las fórmulas de punto fijo iterativamente hasta alcanzar la tolerancia deseada. **Resultado**: - La solución aproximada será \((x, y)\) que cumple con la condición de convergencia. **Nota**: - Si no se proporciona un punto de inicio, es necesario realizar la representación gráfica para determinarlo.

Solución

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The Deep Dive

Para abordar este sistema de ecuaciones no lineales, primero podemos despejar una de las variables en cada ecuación. Por ejemplo, de la primera ecuación podemos expresar \( y \) como \( y = \frac{5 - 4x}{\cos x} \), y de la segunda ecuación, \( y \) también puede ser expresado como \( y = \frac{2 - \ln(xy)}{5} \). Ahora tenemos dos funciones que nos permiten usar el método de punto fijo. Al graficar estas expresiones, podemos identificar un rango adecuado para nuestras aproximaciones iniciales. Para encontrar una aproximación inicial, es útil graficar ambas ecuaciones en el plano \( xy \). Al observar sus intersecciones, podemos elegir un punto cercano a esas ubicaciones. Recuerda que la convergencia de nuestro método depende en gran medida de la elección correcta de este punto inicial porque, si nos alejamos demasiado de la solución, el método podría no funcionar tan eficientemente o incluso divergir.

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