Ejercicios propuestos

 

1Resolver por la regla de Cramer:

1 Para resolver el primer sistema de ecuaciones mediante la regla de Cramer, expresemos el sistema de ecuaciones mediante su forma matricial. Es decir el sistema:

Se puede reescribir como:

  • Calculamos el valor de :
  • Calculamos el valor de :
  • Calculamos el valor de :

 

2 Para resolver el segundo sistema de ecuaciones mediante la regla de Cramer, expresemos el sistema de ecuaciones mediante su forma matricial. Es decir el sistema:
Se puede reescribir como:

  • Calculamos el valor de :
  • Calculamos el valor de :
  • Calculamos el valor de :

2Discutir y resolver, si es posible, el sistema:

1Para establecer si el sistema es compatible determinado utilicemos el teorema de Rouche-Frobenius, de tal manera que la matriz (la matriz de coeficientes) y la matriz ampliada son las siguientes:

  • Luego, calculamos los rangos de la matriz y de la matriz ampliada:
  • Además se satisface que:
  • Entonces tenemos que y el número de incógnitas   coincide con   el sistema es compatible determinado; es decir, tiene solución única.

2 Reducimos el sistema a un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas y utilizamos la regla de Cramer para resolver el sistema:

  • De tal manera que obtenemos los siguientes valores:
3Discutir y resolver, si es posible, el sistema:

1 Para establecer si el sistema es compatible determinado utilicemos el teorema de Rouche-Frobenius, de tal manera que la matriz (la matriz de coeficientes) y la matriz ampliada son las siguientes:

  • Notemos que los rangos en ambos casos es cuatro pues satisface que:

  • Notemos que en este caso el sistema es compatible, , pero , pues hay cinco incógnitas, por lo tanto el sistema es compatible indeterminado; es decir, tiene una infinidad de soluciones.
  • De tal manera que utilizando la regla de Cramer podemos calcular el conjunto solución:

4 Resolver el sistema homogéneo:

  • Notemos que el determinante es distinto de cero y el rango coincide con el número de incógnitas por lo cual la solución es única.
  • En este caso notemos que la solución es la trivial, es decir

5 Discutir y resolver el sistema cuando sea compatible.

Para determinar cuándo el sistema es compatible determinado utilicemos el teorema de Rouche-Frobenius, de tal manera que la matriz (la matriz de coeficientes) y la matriz ampliada son las siguientes:

  • Luego, calculemos el determinante de la matriz, para determinar su rango:

  • De esta manera podemos concluir que si entonces y , por lo cual el sistema sera compatible indeterminado. Luego consideremos el otro caso:
  • De lo anterior, podemos concluir que si entonces por lo cual el sistema será compatible determinado.
  • Finalmente,  utilizando la regla de Cramer podemos calcular la solución para este caso:
  • De tal manera, que los valores de las incógnitas son las siguientes:

6Discutir y resolver el sistema cuando sea compatible.

Para determinar cuándo el sistema es compatible determinado utilicemos el teorema de Rouche-Frobenius, de tal manera que la matriz (la matriz de coeficientes) y la matriz ampliada son las siguientes:

  • Luego, calculemos los determinantes:
  • De tal manera que si se satisface que:
  • Por lo cual en ese caso y . Por lo cual si el sistema es compatible indeterminado. De tal manera que tenemos el siguiente conjunto de soluciones:
  • Por otro lado si se satisface que . Por lo cual el sistema es compatible indeterminado. De tal manera que podemos utilizar la regla de Cramer para encontrar las soluciones:
  • De tal manera que obtenemos las siguientes soluciones:

7Resolver el sistema cuando sea compatible determinado.

Para determinar cuándo el sistema es compatible determinado utilicemos el teorema de Rouche-Frobenius, de tal manera que la matriz (la matriz de coeficientes) y la matriz ampliada son las siguientes:

  • Luego para determinar los rangos calculamos los determinantes:
  • Notemos que si , las matrices se pueden reescribir como:
  • Después calculando los determinantes tenemos:
  • Así, a partir de lo anterior podemos concluir que y . Por lo cual si entonces el sistema es incompatible.
  • En cambio, si notemos que . Por lo cual en este caso el sistema es compatible determinado.
  • Luego resolvemos el sistema para el caso en el que el sistema es compatible determinado, simplificando el sistema:
  • Finalmente, calculamos los valores de las incógnitas:

8 Estudiar el siguiente sistema según los distintos valores de y .

Para determinar cuándo el sistema es compatible determinado utilicemos el teorema de Rouche-Frobenius, de tal manera que la matriz (la matriz de coeficientes) y la matriz ampliada son las siguientes:

  • Luego, calculemos el determinante de la matriz para determinar los posibles valores de :
  • De tal manera que en el primer caso si . Se satisface que . Por lo cual el sistema es compatible determinado.
  • Luego si  podemos reescribir las matrices de la siguiente forma:

Regla Cramer 8

  • De tal manera que podemos determinar los posibles valores de :

  • De tal manera que en el segundo caso si . Se satisface que mientras que . Por lo cual el sistema es incompatible.
  • De tal manera que en el tercer caso si . Se satisface que mientras que . Por lo cual el sistema es incompatible .

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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗