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DADO EL SISTEMA DE ECUACIONES DE \( 2 x 2 \), USA LA MATRIZ INVERSA \( 2 x+5 y=9 \) \( 6 x+16 y=32 \)

Ask by Coles Fleming. in Mexico
Feb 25,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

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La solución del sistema de ecuaciones es \( x = -8 \) y \( y = 5 \).

Solución

Considera el sistema de ecuaciones:   2x + 5y = 9   6x + 16y = 32 La idea es escribir el sistema en forma matricial, es decir, A · X = B, donde   A = [ [2, 5], [6, 16] ],  X = [ x, y ]ᵀ,  B = [ 9, 32 ]ᵀ. El método de la matriz inversa consiste en multiplicar ambos lados de la ecuación por A⁻¹ (la inversa de A) para obtener:   X = A⁻¹ · B. Procedamos paso a paso: 1) Calcular el determinante de A.   det(A) = (2)(16) − (5)(6) = 32 − 30 = 2. Como el determinante es distinto de cero, A es invertible. 2) Hallar la inversa de A. Para una matriz 2×2 A = [ [a, b], [c, d] ], la inversa es:   A⁻¹ = (1/(ad − bc)) · [ [d, -b], [−c, a] ]. Aplicando esto a A:   A⁻¹ = (1/2) · [ [16, -5], [ -6, 2] ]. 3) Multiplicar A⁻¹ por B para encontrar X. Escribimos la multiplicación:   X = A⁻¹ · B = (1/2) · [ [16, -5], [ -6, 2] ] · [ 9, 32 ]ᵀ. Realizamos el producto matricial:   x = (1/2)[16·9 + (−5)·32] = (1/2)[144 − 160] = (1/2)(−16) = −8.   y = (1/2)[(−6)·9 + 2·32] = (1/2)[−54 + 64] = (1/2)(10) = 5. Por lo tanto, la solución del sistema es:   x = −8  y = 5

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Para resolver el sistema de ecuaciones usando la matriz inversa, primero escribimos el sistema en forma matricial: \[ \begin{pmatrix} 2 & 5 \\ 6 & 16 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 9 \\ 32 \end{pmatrix} \] Denotamos la matriz de coeficientes como \( A \), el vector de variables como \( \vec{X} \), y el vector de constantes como \( \vec{B} \): \( A = \begin{pmatrix} 2 & 5 \\ 6 & 16 \end{pmatrix}, \quad \vec{X} = \begin{pmatrix} x \\ y \end{pmatrix}, \quad \vec{B} = \begin{pmatrix} 9 \\ 32 \end{pmatrix} \) Luego, calculamos la matriz inversa de \( A \), \( A^{-1} \), usando la fórmula \( A^{-1} = \frac{1}{\text{det}(A)} \cdot \text{adj}(A) \). Primero, encontramos el determinante de \( A \): \[ \text{det}(A) = (2)(16) - (5)(6) = 32 - 30 = 2 \] Luego, encontramos la matriz de adjuntos: \[ \text{adj}(A) = \begin{pmatrix} 16 & -5 \\ -6 & 2 \end{pmatrix} \] Por lo tanto, la inversa de \( A \) es: \[ A^{-1} = \frac{1}{2} \begin{pmatrix} 16 & -5 \\ -6 & 2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 8 & -2.5 \\ -3 & 1 \end{pmatrix} \] Finalmente, multiplicamos \( A^{-1} \) por \( \vec{B} \) para encontrar \( \vec{X} \): \[ \vec{X} = A^{-1} \cdot \vec{B} = \begin{pmatrix} 8 & -2.5 \\ -3 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 9 \\ 32 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} (8)(9) + (-2.5)(32) \\ (-3)(9) + (1)(32) \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 72 - 80 \\ -27 + 32 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -8 \\ 5 \end{pmatrix} \] Por lo tanto, la solución es \( x = -8 \) y \( y = 5 \).

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