Autor Tema: Despejar x en una ecuación matricial.

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08 Noviembre, 2025, 03:48 pm
Respuesta #10

pilar12

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Los dos últimos comentarios me resultan difíciles de entender, teniendo también en cuenta que no se como utilizar la IA en matemáticas.
Gracias de todos modos.

08 Noviembre, 2025, 06:06 pm
Respuesta #11

feriva

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\( XA + BX = C \)
Me pregunté, si esto era trabajo fácil para la IA...
L

Yo le di la ecuación a Chat gpt y, después de una explicación larga, me dio esto

\(  X=vec^{-1}\!\left[\left(I\otimes A^{T}+B^{T}\otimes I\right)^{-1}vec(C)\right]  \)

que es lo que decía Luis, creo (pero yo no le dije nada de eso de Kronecker ni de lo que había leído aquí ).

Saludos.

09 Noviembre, 2025, 11:48 am
Respuesta #12

Richard R Richard

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Lo lógico sería  que si dos personas  preguntan  lo mismo una misma IA obtenga  la misma respuesta.
Que analice la primera, guarde registro  y luego copie para la segunda0 o repita la devolución. Solo habrá cambios  si recibe información nueva relevante entre consultas. Digamos que se acuerde si ya lo contestó antes y que contestó.


A priori pensé que la respuesta era  un sistema de ecuaciones \( \color{red}\cancel{n\times n}\color{blue}9\times 9\color{black} \), pero no lo imagine tan largo solo para un sistema de 3x3, me sorprendió y por eso lo publiqué.
Corregido
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

09 Noviembre, 2025, 01:09 pm
Respuesta #13

Luis Fuentes

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Hola

Lo lógico sería  que si dos personas  preguntan  lo mismo una misma IA obtenga  la misma respuesta.
Que analice la primera, guarde registro  y luego copie para la segunda0 o repita la devolución. Solo habrá cambios  si recibe información nueva relevante entre consultas. Digamos que se acuerde si ya lo contestó antes y que contestó.

Hay muchos factores a tener en cuenta:

- Que efectivamente se use la misma IA.
- Que se le introduzca EXACTAMENTE y al pie de la letra la misma pregunta.
- Dependiendo de como tengas configurada la IA, aprende y personaliza la forma de dirigirse al usuario; es decir, de alguna manera tiene memoria de otro tipo de consultas que le has hecho para adaptarse a la manera en que te gusta que te responda.
- Pueden incluir factores aleatorios en la generación de su respuesta.

Citar
A priori pensé que la respuesta era  un sistema de ecuaciones \( n\times n \), pero no lo imagine tan largo solo para un sistema de 3x3, me sorprendió y por eso lo publiqué.

Pero si tu incógnita es una matriz \( 3\times 3 \) tiene \( 3^2=9 \) incógnitas; si tu matriz es \( n\times n \) tiene \( n^2 \) incógnitas. No veo nada inesperado ahí.

Por otra parte no sé si he sabido explicarme en el matiz que he hecho a tu comentario y que expuse en mi anterior respuesta y has entendido lo que quise decir.

Los dos últimos comentarios me resultan difíciles de entender, teniendo también en cuenta que no se como utilizar la IA en matemáticas.

Quizá no es algo a lo que por ahora debas de prestarle mucha anteción, antes de dominars las ecuaciones matriciales típicas y en la forma típica. No obstante te matizo dos cosas:

1) No tiene nada que ver que la respuesta la haya dado la IA o un humano. La entenderás o no, porque no esté bien explicada o porque use conceptos que aún no dominas. Pero eso no tiene nada que ver con haber usado la IA.  ;)

2) Lo que yo quise decir (y en el fondo vino a decir la IA) es que para una ecuación matricial \( AX=B \) la solución matricial es tan sencilla como:

\( X=A^{-1}B \)

Sin embargo si uno quiere detallarla en función de los elementos de las matrices llamando:

\[
A =
\begin{bmatrix}
a_{11} & a_{12} & a_{13} \\
a_{21} & a_{22} & a_{23} \\
a_{31} & a_{32} & a_{33}
\end{bmatrix}, \quad
X =
\begin{bmatrix}
x_{11} & x_{12} & x_{13} \\
x_{21} & x_{22} & x_{23} \\
x_{31} & x_{32} & x_{33}
\end{bmatrix}, \quad
B =
\begin{bmatrix}
b_{11} & b_{12} & b_{13} \\
b_{21} & b_{22} & b_{23} \\
b_{31} & b_{32} & b_{33}
\end{bmatrix}.
\]

la expresión se vuelve farragosa:

\( x_{11} = \dfrac{
b_{11}(a_{22}a_{33}-a_{23}a_{32})
- b_{21}(a_{12}a_{33}-a_{13}a_{32})
+ b_{31}(a_{12}a_{23}-a_{13}a_{22})
}{
a_{11}(a_{22}a_{33}-a_{23}a_{32})
- a_{21}(a_{12}a_{33}-a_{13}a_{32})
+ a_{31}(a_{12}a_{23}-a_{13}a_{22})
} \)

Eso es sólo para el un término \( x_{11} \) de la matriz solución. Haría falta nueve veces esto para los demás.

Para una matriz más grande aún sería peor. Pero "rebobinando" esto no quita con que el sistema matricialmente fuese muy fácil de responder:

\( X=A^{-1}B \)

La diferencia con el sistema \( AX+XB=C \) es que en este caso no hay una forma fácil de expresar la solución ni tan siquiera matricialmente (no al menos sin ir a expresiones más avanzadas)

Saludos.

09 Noviembre, 2025, 02:41 pm
Respuesta #14

Richard R Richard

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Hola, Luis, si creo haber entendido  el matiz, en realidad esperaba para el caso 3x3,  9 soluciones una para cada componente,  que serían polinomios basados en las 27 variables que son las componentes  de las 3 matrices ABC de 3x3, como a priori me dije "a mano, esto es un lío " para no equivocarme y exponer o analizar  "un caso sencillo o pequeño" se lo pedí a la IA,  pero en particular me sorprendió por la extensión de los términos.

También  estoy de acuerdo  en que personaliza la presentación,  ahora siempre me pregunta si la quiero en formato Latex o bien como un desarrollo algorítmico para python.
Y si en efecto buscaba algo similar a tu ejemplo de $$X=A^{-1}B$$. Algunas de las fórmulas  que escribiste y la última  de feriva aparecieron en la explicación de porqué  o exponía la solución para cada componente,  sabía que no era sencillo pero no imaginé tanta extensión.

Obviamente si la da archivo aparte , será  perfectamente calculable  por software, para cualquier  caso particular  de \( 3\times 3 \), pero claro lo importante en este problema es si hay "truco" (operaciones sencillas) para despejar \( X \) matricialmente para cualquier  caso \( n \times n \) y no componente  a componente.

La expresión dada por feriva ,supongo resume lo que habías  dicho, pero no se evita la labor extensa del cálculo de cada componente.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

10 Noviembre, 2025, 12:14 pm
Respuesta #15

feriva

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Que analice la primera, guarde registro  y luego copie para la segunda0 o repita la devolución. Solo habrá cambios  si recibe información nueva relevante entre consultas. Digamos que se acuerde si ya lo contestó antes y que contestó.


A priori pensé que la respuesta era  un sistema de ecuaciones \( \color{red}\cancel{n\times n}\color{blue}9\times 9\color{black} \), pero no lo imagine tan largo solo para un sistema de 3x3, me sorprendió y por eso lo publiqué.
Corregido

Hola, Richard.

Te pongo en captura de imágenes cómo le hice la pregunta (le di la ecuación multiplicada por A a los dos lados, no me acordaba, pero no creo que esto influyese).





Saludos.

11 Noviembre, 2025, 12:31 am
Respuesta #16

Richard R Richard

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Hola feriva , si de acuerdo,  creo que este producto $$X=vec^{-1}\!\left[\left(I\otimes A^{T}+B^{T}\otimes I\right)^{-1}vec(C)\right]$$  es exactamente lo que Luis indicaba en su primer mensaje


 
Entonces en realidad no se puede despejar X de ahí matricialmente.

Hay una forma de expresar la solución "vectorizando" los elementos de \( X \) y tensorizando (o usando productos de Kronecker) las matrices, pero dudo mucho que sea lo que buscas; no es algo muy común.
Aparte de poco común es un tanto mas complejo conceptualmente el estudio de los tensores que de las matrices, esto último  es lo que pilar12  viene desarrollando.


PD: Ahora noto que a mí no me puso que B deba trasponerse.

En mi caso la IA me escribió

Cita de:   chatgpt
💡 Soluciones posibles
  • Forma matricial simbólica compacta (recomendada):$$ vec(X)=(I_3​\otimes A^T+B\otimes I_3​)^{−1}vec(C)$$Esto ya contiene las 9 soluciones explícitas, solo que compactadas.


Saludos  \(\mathbb {R}^3\)