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2. Resolución de sistemas de ecuaciones lineales Problema: Resuelve el siguiente sistema de ecuaciones usando matrices: 【[ \( \begin{array}{l}\text { |begin\{cases\} } \\ 2 x+3 y-z=5 \text { \I } \\ -x+4 y+2 z=6 \text { \| } \\ 3 x-y+z=4\end{array} \)

Ask by Fleming Perkins. in Ecuador
Feb 21,2025

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Answer

Las soluciones del sistema son: - \( x = \frac{29}{22} \) (aproximadamente \( 1.3\dot{1}\dot{8} \)) - \( y = \frac{53}{44} \) (aproximadamente \( 1.20\dot{4}\dot{5} \)) - \( z = \frac{5}{4} \) (o \( 1.25 \))

Solution

Solve the system of equations by following steps: - step0: Solve using the substitution method: \(\left\{ \begin{array}{l}2x+3y-z=5\\-x+4y+2z=6\\3x-y+z=4\end{array}\right.\) - step1: Solve the equation: \(\left\{ \begin{array}{l}z=-5+2x+3y\\-x+4y+2z=6\\3x-y+z=4\end{array}\right.\) - step2: Substitute the value of \(z:\) \(\left\{ \begin{array}{l}-x+4y+2\left(-5+2x+3y\right)=6\\3x-y-5+2x+3y=4\end{array}\right.\) - step3: Simplify: \(\left\{ \begin{array}{l}3x+10y-10=6\\5x+2y-5=4\end{array}\right.\) - step4: Solve the equation: \(\left\{ \begin{array}{l}x=\frac{16-10y}{3}\\5x+2y-5=4\end{array}\right.\) - step5: Substitute the value of \(x:\) \(5\times \frac{16-10y}{3}+2y-5=4\) - step6: Simplify: \(\frac{5\left(16-10y\right)}{3}+2y-5=4\) - step7: Multiply both sides of the equation by LCD: \(\left(\frac{5\left(16-10y\right)}{3}+2y-5\right)\times 3=4\times 3\) - step8: Simplify the equation: \(65-44y=12\) - step9: Move the constant to the right side: \(-44y=12-65\) - step10: Subtract the numbers: \(-44y=-53\) - step11: Change the signs: \(44y=53\) - step12: Divide both sides: \(\frac{44y}{44}=\frac{53}{44}\) - step13: Divide the numbers: \(y=\frac{53}{44}\) - step14: Substitute the value of \(y:\) \(x=\frac{16-10\times \frac{53}{44}}{3}\) - step15: Calculate: \(x=\frac{29}{22}\) - step16: Substitute the values of \(x,y:\) \(z=-5+2\times \frac{29}{22}+3\times \frac{53}{44}\) - step17: Calculate: \(z=\frac{5}{4}\) - step18: Calculate: \(\left\{ \begin{array}{l}x=\frac{29}{22}\\y=\frac{53}{44}\\z=\frac{5}{4}\end{array}\right.\) - step19: Check the solution: \(\left\{ \begin{array}{l}x=\frac{29}{22}\\y=\frac{53}{44}\\z=\frac{5}{4}\end{array}\right.\) - step20: Rewrite: \(\left(x,y,z\right) = \left(\frac{29}{22},\frac{53}{44},\frac{5}{4}\right)\) Para resolver el sistema de ecuaciones lineales utilizando matrices, tenemos las siguientes ecuaciones: 1. \( 2x + 3y - z = 5 \) 2. \( -x + 4y + 2z = 6 \) 3. \( 3x - y + z = 4 \) Podemos expresar este sistema en forma de matriz \( A \) y vector \( B \): \[ A = \begin{pmatrix} 2 & 3 & -1 \\ -1 & 4 & 2 \\ 3 & -1 & 1 \end{pmatrix}, \quad B = \begin{pmatrix} 5 \\ 6 \\ 4 \end{pmatrix} \] Para resolver el sistema, podemos utilizar la regla de Cramer, eliminación de Gauss, o invertir la matriz \( A \) (si es invertible). En este caso, hemos resuelto el sistema y encontramos que: \[ (x, y, z) = \left(\frac{29}{22}, \frac{53}{44}, \frac{5}{4}\right) \quad \text{o} \quad (x, y, z) = (1.3\dot{1}\dot{8}, 1.20\dot{4}\dot{5}, 1.25) \] Por lo tanto, las soluciones del sistema son: - \( x = \frac{29}{22} \) o aproximadamente \( 1.3\dot{1}\dot{8} \) - \( y = \frac{53}{44} \) o aproximadamente \( 1.20\dot{4}\dot{5} \) - \( z = \frac{5}{4} \) o \( 1.25 \) Esto significa que el sistema tiene una solución única.

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Primero, podemos escribir el sistema de ecuaciones en forma de matriz. Esto nos dará la matriz de coeficientes y la matriz de términos independientes. La matriz de coeficientes es: \[ \begin{bmatrix} 2 & 3 & -1 \\ -1 & 4 & 2 \\ 3 & -1 & 1 \end{bmatrix} \] Y la matriz de términos independientes es: \[ \begin{bmatrix} 5 \\ 6 \\ 4 \end{bmatrix} \] Luego, podemos usar métodos como la eliminación de Gauss o la inversa de matrices para resolver este sistema y encontrar los valores de \(x\), \(y\) y \(z\). Una vez que resuelvas el sistema usando matrices, ¡ya estarás listo para aplicar tus habilidades en situaciones del mundo real! Los sistemas de ecuaciones lineales se utilizan en diversas áreas, como la economía para modelar el equilibrio en mercados, y en ingeniería para analizar redes eléctricas. ¡Tu solución puede tener un impacto más allá del papel! No olvides verificar siempre tus respuestas. Un error común es no revisar las operaciones realizadas al aplicar la eliminación de Gauss, lo que puede llevar a resultados incorrectos. A veces, un símbolo mal colocado puede desencadenar todo un lío. Así que, ¡asegúrate de hacer tu doble control y mantener la calma al resolver!

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