Autor Tema: Metodo de reduccion Gauss Jordan

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24 Septiembre, 2020, 04:56 am
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castrokin

  • $$\Large \color{#5e8d56}\pi\,\pi\,\pi$$
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Saludos chicos
Ojala puedan ayudarme con este ejercicio
me piden resolver con el método de Gauss-Jordan lo siguiente

\(  
-2x+1y+z=1 \\
7x+4y+3z=2 \\
2x+7y+6z=3 \\
 \)

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{1}&{1}\\{7}&{4}&{3}&{2}\\{2}&{7}&{6}&{3}\end{bmatrix} \)

haciendo \( F_3 + F_1 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{1}&{1}\\{7}&{4}&{3}&{2}\\{0}&{8}&{7}&{4}\end{bmatrix} \)

haciendo \( 2F_2 + 7F_1 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{1}&{1}\\{0}&{15}&{13}&{11}\\{0}&{8}&{7}&{4}\end{bmatrix} \)

haciendo \( -15F3+8F_2 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{1}&{1}\\{0}&{15}&{13}&{11}\\{0}&{0}&{-1}&{28}\end{bmatrix} \)

haciendo \( F_3 + F_1 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{0}& {5}\\{0}&{15}&{13}&{11}\\{0}&{0}&{-1}&{28}\end{bmatrix} \)

Haciendo \( F_2 + 13F_3 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{0}&{5}\\{0}&{15}&{0}&{335}\\{0}&{0}&{-1}&{28}\end{bmatrix} \)

haciendo \( -15F_1 + F_2 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-30}&{0}&{0}&{260}\\{0}&{15}&{0}&{335}\\{0}&{0}&{-1}&{28}\end{bmatrix} \)

haciendo el ultimo paso me queda

\( \begin{bmatrix}{1}&{0}&{0}&{-\frac{26}{3}}\\{0}&{1}&{0}&{\frac{67}{3}}\\{0}&{0}&{1}&{-28}\end{bmatrix} \)

me gustaría saber si estoy haciendo siguiendo los pasos correctamente

A todos muchas gracias por su ayuda

24 Septiembre, 2020, 06:35 am
Respuesta #1

ingmarov

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Hola

...
Haciendo \( F_2 + 13F_3 \) quedaría

\( \begin{bmatrix}{-2}&{1}&{0}&{5}\\{0}&{15}&{0}&{\bf\color{red}335}\\{0}&{0}&{-1}&{28}\end{bmatrix} \)

...

Revisa el numero 335, creo que debería ser 375.

Spoiler
Las soluciones serán  x=-2,  y=25,  z=-28
[cerrar]

El procedimiento es correcto.

Saludos
No te confíes, revisa lo que escribo. Yo también me equivoco.
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25 Septiembre, 2020, 02:46 am
Respuesta #2

castrokin

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Muchas gracias por tu respuesta

tengo una pregunta

porque el resultado te da x=-2 si al hacer la operación \( -15F_1+F_2 \) me da como resultado

\( \begin{bmatrix}{30}&{0}&{0}&{300}\\{0}&{15}&{0}&{375}\\{0}&{0}&{-1}&{28}\end{bmatrix} \)
 
el resultado final me quedaría

\( \begin{bmatrix}{1}&{0}&{0}&{10}\\{0}&{1}&{0}&{25}\\{0}&{0}&{1}&{-28}\end{bmatrix} \)

¿Qué estaré haciendo mal?

muchísimas gracias

25 Septiembre, 2020, 03:50 am
Respuesta #3

ingmarov

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Hola

Comprueba tus respuestas, ellas deben cumplir todas las ecuaciones. Si tus respuestas cumplen entonces ellas son las correctas, si no, debes tener un error que debes revisar.

Puedes probar las que obtuve, creo haberlas comprobado.

Saludos
No te confíes, revisa lo que escribo. Yo también me equivoco.
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25 Septiembre, 2020, 04:54 am
Respuesta #4

castrokin

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muchas gracias por tu respuesta

he realizado detalladamente cada operación

\( F_3+F_1 \)

\( 2+(-2)=0 \)
\( 7+1=8 \)
\( 6+1=7 \)
\( 3+1=4 \)

\( 2F_2+7F_1 \)

\( 14+(-14)=0 \)
\( 8+7=15 \)
\( 6+7=13 \)
\( 4+7=11 \)

\( -15F_3+8F_2 \)

\( -120+120=0 \)
\( -105+104=-1 \)
\( -60+88=28 \)

\( F_3+F_1 \)

\( -2+0=-2 \)
\( 1+0=1 \)
\( 1+(-1)=0 \)
\( 1+4=5 \)

\( F_2+13F_3 \)

\( 0+0=0 \)
\( 15+0=15 \)
\( 13+(-13)=0 \)
\( 11+364=375 \)

\( -15F_1+F_2 \)

\( 30+0=30 \)
\( -15+15=0 \)
\( 0+0=0 \)
\( -75+375=300 \)

esas son las operaciones ¿Donde estaré cometiendo el error?

Muchas gracias por tu ayuda

25 Septiembre, 2020, 06:05 am
Respuesta #5

ingmarov

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Hola

Creo que te beneficia más si encuentras el error por ti mismo, además el trabajo extra de revisar y corregir te obliga a tener más cuidado la siguiente vez. Esos errores que cometes también los cometí y también tuve que revisar todo mi trabajo. Hazlo.

Al final es una pena darse cuenta que estos errores son aritméticos. Cuida mucho de realizar bien las operaciones de multiplicación, suma y además los signos, mucho cuidado con los signos.

Sin embargo hay algo importante que debes aprender, esto es la comprobación de tus resultados. Te lo muestro usando mis soluciones,

x=-2,  y=25,  z=-28

Sustituimos estas soluciones en las ecuaciones originales

\[ \left\{\begin{matrix}-2x+1y+z={\color{red}1} \\ 7x+4y+3z={\color{red}2}\\ 2x+7y+6z={\color{red}3}\end{matrix}\right. \]


\[ \left\{\begin{matrix}-2({\color{blue}-2})+1({\color{blue}25})+({\color{blue}-28})={\color{red}1} \\ 7({\color{blue}-2})+4({\color{blue}25})+3({\color{blue}-28})={\color{red}2}\\ 2({\color{blue}-2})+7({\color{blue}25})+6({\color{blue}-28})={\color{red}3}\end{matrix}\right. \]

Al realizar las operaciones de la izquierda de cada igualdad resulta (pongo en negrita los resultados)

\[ \left\{\begin{matrix}{\bf 1}={\color{red}1} \\ {\bf 2}={\color{red}2}\\ {\bf 3}={\color{red}3}\end{matrix}\right. \]

Como los resultados de la izquierda son iguales que los números de la derecha originales (en rojo) podemos decir que las soluciones son correctas.



Saludos
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25 Septiembre, 2020, 04:05 pm
Respuesta #6

feriva

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Hola, castrokin; una cosa:

Tú tienes que llegar, efectivamente, a transformar la matriz asociada en la base canónica (con su correspondiente transformación para los términos independientes). Pero esto se puede hacer de distintas formas, con método (o métodos) y sin método (mirando a ver qué operaciones fila apropiadas ves por ahí; según los numeritos particulares). Guauss-Jordan es un método, entonces entiendo que no alude en sí a hacer esa transformación, sino que se refiere a la forma de llegar. Como tal método consiste en una serie de pasos ordenados, en algo rutinario. Haciéndolo así... pues quizá a veces es más pesado que viendo atajos, pero en otras ocasiones te quitas de líos, porque no te las tienes que ingeniar a ver si viene bien esta fila o la otra; es automático. Y equivocarnos en las operaciones... pues nos vamos a equivocar más o menos lo mismo.

Voy a hacértelo, a ver cómo ando de oxidado (va a ser terrible, hace décadas quizá que no lo hago, pero bueno).

Tenemos

\( \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{7} & {4} & {3} & {2}\\
{2} & {7} & {6} & {3}
\end{bmatrix}
  \)

y vamos a empezar a hacer ceros por la primera columna y de arriba a abajo; después por la segunda columna... y cuando acbemos con el triángulo de abajo, hacemos ceros en el triángulo superior de arriba; también ordenadamente.

.

1ª por (7/2)=\( \begin{bmatrix}{-2\cdot\dfrac{7}{2}} & {\dfrac{7}{2}} & {\dfrac{7}{2}} & {\dfrac{7}{2}}\end{bmatrix}
  \)

.

Con 2ª+1ª por (7/2)=\( \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{0} & {\dfrac{15}{2}} & {\dfrac{13}{2}} & {\dfrac{11}{2}}\\
{2} & {7} & {6} & {3}
\end{bmatrix}
  \)

.

Con 1ª+3ª =\( \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{0} & {\dfrac{15}{2}} & {\dfrac{13}{2}} & {\dfrac{11}{2}}\\
{0} & {8} & {7} & {4}
\end{bmatrix}
  \)

.

Multiplico la 2ª por 2 \( \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{0} & {15} & {13} & {11}\\
{0} & {8} & {7} & {4}
\end{bmatrix}
  \)

.

Segunda por (-8/15)\( \begin{bmatrix}{0} & {-8} & {-\dfrac{104}{15}} & {-\dfrac{88}{15}}\end{bmatrix}
  \)

.

Sumada a la tercera \( \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{0} & {-8} & {-\dfrac{104}{15}} & {-\dfrac{88}{15}}\\
{0} & {0} & {\dfrac{1}{15}} & {-\dfrac{28}{15}}
\end{bmatrix}
  \)

.

Multiplicamos la tercera por 15 \(  \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{0} & {-8} & {-\dfrac{104}{15}} & {-\dfrac{88}{15}}\\
{0} & {0} & {1} & {-28}
\end{bmatrix}
  \)

Ahora los ceros de arriba:

Tercera por (104/15)= \( {0},{0},{\dfrac{104}{15}},{-\dfrac{2912}{15}}
  \)

.

Sumamos a la segunda \(  \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {1} & {1}\\
{0} & {-8} & {0} & {-200}\\
{0} & {0} & {1} & {-28}
\end{bmatrix}
  \)

.

Con la tercer por (-1) sumada a la primera tenemos \( \begin{bmatrix}{-2} & {1} & {0} & {29}\\
{0} & {-8} & {0} & {-200}\\
{0} & {0} & {1} & {-28}
\end{bmatrix}
  \)

.

Y con la segunda por (1/8) sumada a la primera

.

\( \begin{bmatrix}{-2} & {0} & {0} & {4}\\
{0} & {-8} & {0} & {-200}\\
{0} & {0} & {1} & {-28}
\end{bmatrix}
  \)

Dividiendo la primera por -2 la primera ecuación, etc., para tener la matriz de unos:

\( \begin{bmatrix}{1} & {0} & {0} & {-2}\\
{0} & {1} & {0} & {25}\\
{0} & {0} & {1} & {-28}
\end{bmatrix}
  \)

(No estoy seguro ahora, pero creo que esta forma de hacerlo es la de Gauss -sin Jordan- que así sirve también para lo mismo)
Saludos.