Metodo gauss

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SISTEMAS DE ECUACIONES. MÉTODO DE GAUSS

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Ecuaciones y sistemas de ecuaciones con dos incógnitas 1. ¿Podemos decir que las dos ecuaciones siguientes son dos “datos distintos”? ¿No es cierto que la segunda dice lo mismo que la primera?  2x + y = 5   4x + 2y = 10
s

Represéntalas gráficamente y observa que se trata de la misma recta. Se trata de la misma recta.
1 1 4x + 2y =10 2x + y = 5

s

Pon otro sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas en el que la segunda ecuación sea, en esencia, igual que la primera. Interprétalo gráficamente. x + y = 1  3x + 3y = 3  Gráficamente son la misma recta.

1 1

x+y=1 3x + 3y = 3

Unidad 1. Sistemas de ecuaciones. Método de Gauss

1

2. Observa las ecuaciones siguientes:  2x + y = 5   x– y=1  x + 2y = 4 s

Represéntalas y observa que las dos primeras rectas determinan un punto (con esos dos datos se responde a las dos preguntas: x = 2, y = 1) y que la tercera recta también pasa por ese punto.

x + 2y = 4

x–y=1

1 1 2

(2, 1)

2x + y = 5

s

Da otra ecuación que también sea “consecuencia” de las dos primeras (por ejemplo: 2 · 1- + 3 · 2-), ª ª represéntala y observa que tambiénpasa por x = 2, y = 1. 2 · 1- + 3 · 2- → 7x – y = 13 ª ª

x + 2y = 4

x–y=1

1 1 2

(2, 1)

2x + y = 5 7x – y = 13

3. Observa que lo que dice la segunda ecuación es contradictorio con lo que dice la primera:  2x + y = 5   2x + y = 7
s

Represéntalas y observa que se trata de dos rectas paralelas, es decir, no tienen solución común, pues las rectas no se cortan en ningún punto.1 1 2 2x + y = 7 2x + y = 5

Unidad 1. Sistemas de ecuaciones. Método de Gauss

2

s

Modifica el término independiente de la segunda ecuación del sistema que inventaste en el ejercicio 1 y representa de nuevo las dos rectas. Observa que lo que dicen ambas ecuaciones es ahora contradictorio y que se representan mediante rectas paralelas. x+ y= 3x + 3y = 1  0 Rectas paralelas:
1 1x+y=1

3x + 3y = 0

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1. Sin resolverlos, ¿son equivalentes estos sistemas?  x+y=5 a)   2x – y = 7  x+y= 5  = 12  3x x+y–z=5 b)  =7 x+y  z=2  x+y =7   x+ y–z= 5  c)  x + y = 7  2x + 2y – z = 12   z=2  x+ y =7   x + y – z = 11 d)   x + 2y – z = 7  x + y – z = 11  y = –4 

a) Hemos sustituido la segunda ecuación por el resultado de sumar las dos que teníamos. b)Hemos sustituido la primera ecuación por el resultado de restarle a la segunda ecuación la primera. c) En el primer sistema, la tercera ecuación se obtiene sumando las dos primeras. El resto es igual que en b). d) Hemos sustituido la segunda ecuación por el resultado de restarle a la segunda ecuación la primera.

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1. Resuelve e interpreta geométricamente los siguientes sistemas:  2x+ y = 1  a)  3x + 2y = 4  x+ y=3  x+ y+z=6  b)  y–z=1  x + 2y =7  x+y+z=6  c)  x + y + z = 0 x –z=0  x+y+z=6  d)  y–z=1  z=1 

Unidad 1. Sistemas de ecuaciones. Método de Gauss

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a) 2x + y = 1  → y = 1 – 2x    3x + 2y = 4    → y=3 – x  x+ y=3  

1 – 2x = 3 – x → x = –2,

y = 3 – (–2) = 5

Veamos si cumple la 2- ecuación: 3 · (–2) + 2 · 5 = –6 + 10 = 4 ªSolución: x = –2, y = 5. Son tres rectas que se cortan en el punto (–2, 5). b) x + y + z = 6 y–z=1 x + 2y =7   La 3- ecuación se obtiene sumando las dos primeras; ª  podemos prescindir de ella.  

x + y = 6 – z  x = 6 – z – y = 6 – z – 1 – z = 5 – 2z  y=1+z y=1+z Solución: x = 5 – 2λ, y = 1 + λ, z = λ. Son tres planos que se cortan en una recta. c) x + y + z = 6   x+ y+z=0  x –z=0  d) x + y + z = 6   y–z=1  z=1   Las dos primeras ecuaciones son contradictorias. El sistema es incompatible. Los dos primeros planos son paralelos y el tercero los corta. z=1 y=1+z=2 x=6–y–z=6–2–1=3

Solución: x = 3, y = 2, z = 1. Son tres planos que se cortan en el punto (3, 2, 1).  x + 2y = 3 2. a) Resuelve el sistema:  x– y=4 b) Añade una tercera ecuación de modo que siga siendo...
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