Sistemas de ecuaciones lineales. Discusión y resolución
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- Natalia Herrero Chávez
- hace 5 años
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1 Sstes de ecucoes leles. Dscusó y resolucó Título: Sstes de ecucoes leles. Dscusó y resolucó. Trget: Profesores de Mteátcs. studtes de l Lcectur e Mteátcs.. sgtur: Mteátcs. utor: l Olvá Clzd Lcecd e Mteátcs Profesor de Mteátcs e duccó Secudr.. INTRODUCCIÓN s coocd l portc que tee los sstes de ecucoes leles e l resolucó de proles tto e l teátc pur coo e l plcd. este te vos trtr l resolucó de sstes de ecucoes leles co cógts cd uo y co coefcetes e u cuerpo K (que htulete será R pero puede ser Q o C). ste dversos étodos o procedetos que os perte resolver u sste de ecucoes. L plccó de uo u otro depede de l copledd del sste. Pr resolver sstes de dos o tres ecucoes leles co dos o tres cógts respectvete se utlzrá étodos cláscos: susttucó gulcó y reduccó. stos étodos so poco decudos cudo uete el úero de ecucoes y de cógts. este te se revs los prcples étodos pr resolver ecucoes leles co ecucoes y cógts: Regl de Crer Teore de Rouché-Fröeus (coocdo té o el ore de Kroecer) étodo de Guss y étodo de elcó de Guss- Jord. L Teorí de spcos Vectorles y de plccoes Leles os v pertr deducr resultdos sore el couto de solucoes. Cosderos coocdos todos los resultdos reltvos trces y detertes sí coo cocó lel de vectores vectores lelete depedetes o depedetes etc.. SISTMS D CUCIONS LINLS Defcoes U sste de ecucoes leles co cógts y coefcetes e u cuerpo K es u sste de ecucoes de l for: dode K K pr. PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0 59 de 6
2 Los rece el ore de coefcetes los so los téros depedetes y los Dreos que el sste es hoogéeo s 0 pr l sste teror se puede escrr e for trcl coo: so ls cógts. o de for secll coo X B.... K es solucó del sste s l susttur cd cógt Dreos que por ls ecucoes se trsfor e detddes. l couto fordo por tods ls solucoes lo llreos solucó del sste. Dos sstes de ecucoes leles co el so úero de cógts so equvletes s tod solucó de uo es té solucó del otro. Té será equvletes s os crece de solucoes. Oservcoes:. l defcó de sstes equvletes e gú oeto se lude que dee teer el so úero de ecucoes.. S u ecucó está repetd el sste o vrí s se cluye u sol vez.. L ecucó de lugr :... l deotreos coo e o por. e e Defcó: Ddo el sste dreos que u ecucó e es cocó lel de ls e ecucoes del sste s K tl que: e e e e y Proposcó: Ddo u sste de ecucoes leles... y cógts se puede oteer sstes equvletes efectudo ls sguetes opercoes eleetles: ) Perutr el orde de ls ecucoes. ) Susttur u ecucó por el resultdo de ultplcr todos los eleetos de l ecucó por u esclr K. c) Susttur u ecucó por el resultdo de sur l ecucó el producto por u esclr K por otr ecucó o ás geerlete susttur por pr culquer K (lguo uque o todos puede ser ulo se el y y está) d) ñdr o suprr e el sste u ecucó que se cocó lel de otrs ecucoes del sste. 60 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0
3 Deostrcó: Bst ver que l solucó tes de hcer los cos cocde co l solucó después de hcer los cos. Tpos de sstes Segú el úero de solucoes de u sste de ecucoes leles los podeos clsfcr e: Deter dos : Cudo l Coptles tee solucóidet er dos : Cudo l Icoptles : Cudo o tee solucó cudo solucó solucó es es úc últple Oservcó: U sste hoogéeo es sepre coptle y que ( 0...0) es solucó. Dch solucó se ll solucó trvl.. TORM D ROUCHÉ-FRÖBNIUS Defcó: Ddo u sste de ecucoes leles se otee l ñdr l trz colu B l trz coo és B es decr: B Teore: (Rouché-Fröeus) X B llreos trz pld l trz que colu. Se represet por Se X B l represetcó trcl de u sste de ecucoes leles co cógts. X B rg rg B. deás será coptle deterdo s es coptle rg º de cógts e deterdo e cso cotrro. Deostrcó: ) Supogos que el sste es coptle y se R u solucó del so. Se tee sí ls sguetes detddes:. S llos t y t el sste lo podeos escrr coo: lo cul dc que es cocó lel de rg rg B. que so ls colus de. toces PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0 6 de 6
4 S el sste es coptle deterdo l cocó lel teror es úc y se deduce que rg. es u couto lelete depedete y de quí podeos frr que Coo por hpótess rg B R sste y el sste es coptle. rg se tee que es cocó lel de tl que. toces R es solucó del S rg es u couto lelete depedete lo cul sgfc que l cocó lel es úc sedo té l solucó del sste. Corolro: Se X B sste de ecucoes leles co cógts. Se verfc: es coptle deterdo rg rg B ) X B es coptle deterdo rg rg B ) X B es coptle rg rg B c) X B Deostrcó: Iedt utlzdo el teore teror. Oservcó: S rg rg B epres e fucó de práetros. l solucó del sste coptle deterdo se 4. RGL D CRMR Defcó: Dreos que u sste co el so úero de ecucoes que de cógt es de Crer s tee solucó úc es decr s es coptle deterdo. Proposcó: U sste co gul º de ecucoes que de cógts es de Crer s y solo s 0. Deostrcó: Se el sste B X B co M rg. Seos que rg s 0 Fröeus el sste es coptle deterdo s y solo s 0. Regl de Crer. toces B sedo por tto M. toces plcdo el Teore de Rouché- Los sstes de Crer tee u for especl de resolverse que es plcdo l lld regl de Crer. Veos e que cosste: L codcó 0 os perte grtzr que este (trz vers de l trz ). 6 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0
5 6 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0 sí ddo el sste B X podeos desper X de l sguete for: B X B X B X sedo l solucó úc. Veos hor coo desrrollr est epresó pr oteer el vlor de cd cógt. Seos que t d y podeos escrr B X coo: sedo el duto del eleeto de l trz es decr y operdo teeos que: det teedo e cuet que Oservcó: S u sste hoogéeo es de Crer l solucó úc es l trvl. Not: L regl de Crer té es plcle sstes coptles deterdos plcádol u sste equvlete que se de Crer. Veáoslo: Se el sguete sste coptle dode B rg rg. Supogos s pérdd de geerldd que es lelete depedete que es lo so que decr que rg
6 64 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0 Teedo e cuet que s e u sste se el u ecucó que se cocó lel de ls deás el sste que se otee es equvlete podeos decr que el sste cl es equvlete : es decr elos ls fls depedetes de ls deás. ste sste se puede escrr coo: Y lldo c os qued: c c c que es u sste de Crer sedo los téros depedetes los c fucoes respecto de ls cógts. toces plcdo l regl de Crer: f. Y sí ls solucoes del sste cl vee dds por: práetros f f dode R so los práetros. 5. MÉTODO D GUSS-JORDN L regl de Crer os perte oteer l solucó de culquer sste coptle co de relzr gr ctdd de opercoes. Dedo su efcc co sstes de cco o ás ecucoes vos estudr otrs fors de resolver u sste de ecucoes leles. Vereos el étodo de Guss y lgu de sus vrtes que os d l solucó ect grcs u sere de opercoes eleetles. l étodo de Guss trsfor el sste resolver e otro equvlete tl que su trz de coefcetes se trgulr superor sedo sí fáclete resolule. l úero de opercoes que hy que relzr es uy feror l úero de opercoes co el étodo de Crer sore todo co u úero elevdo de ecucoes.
7 65 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere Método de Guss l étodo de Guss trsfor u sste e otro equvlete co trz de coefcetes trgulr superor. Veos los psos segur: Pso : Se cosgue ceros e l prer colu por deo de l dgol prcpl (supoeos 0 reordedo pr ello el sste su fuese ecesro). plcdo l sste cl ls ecucoes: y (L prer ecucó se qued gul). y. Oteeos: Resuedo ls opercoes so: y co fl. Pso : álogete se cosgue ceros e l segud colu por deo de l dgol prcpl (supoeos 0 reordedo el sste s fuese ecesro). plcos l sste otedo e el pso ls ecucoes resuds: co co. Oteeos: Pso : álogete se cosgue ceros e l -és colu por deo de l dgol prcpl (reordedo s fuer ecesro y que podeos supoer que 0 slvo e el cso e el que todos los 0 sedo etoces ecesro relzr este pso). plcos l sste otedo e el pso ls ecucoes de for resud sguetes:
8 co co Después de ( ) psos coo ucho se otee u sste equvlete l cl co trz de coefcetes trgulr superor. sí el sste X B será equvlete l sste TX C co T trz trgulr superor. Se verfc que rg rg(t ) y que rg( B) rg( T C) lo cul resuelve fáclete el sste s ás que teer e cuet: ) l sste es coptle s y solo s rg( T) rg( T C) y eso es equvlete ecotrr e TX C u ecucó del tpo 0 C co C 0 ) l sste es coptle deterdo s y solo s rg( T) rg( T C) que es equvlete que el sste TX C se de l for: t t t c t t c t t c sedo los eleetos de l dgol prcpl todos o t c ulos. l sste se resuelve prtedo de l últ ecucó y scededo hst l prer. ) l sste es coptle deterdo s y solo s rg( T) rg( T C). Supogos s t t t pérdd de geerldd que 0 t t rg lo que olg que todos los eleetos de l 0 0t dgol prcpl se o ulos hst l -és f. toces el sste cl X B es coptle deterdo s y solo s el sste equvlete TX C puede escrrse coo: t t t fc t t f c sedo ls solucoes: t f c g co co dode los práetros so os reles. Oservcó: e el pso heos dcho que el coefcete dee ser o ulo pr que ls ecucoes teg setdo (cso cotrro reordeos ls ecucoes). Lo que es u coveete portte es el hecho de que se uy pequeño y por tto uy grde y teer dfcultdes l 66 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0
9 trr co estos úeros. Los errores de redodeo podrí reducrse y uetr pso pso desvrtudo l solucó. Por eso pr resolver est dfcultd vereos cotucó vrtes del étodo de Guss. 5.. Método de Guss co Pvote Prcl Cosste e tor e el pso e lugr del eleeto r á tl que ( el yor de l colu ) el eleeto tl que: r Se trt de tercr l fl por l fl r y segur plcdo el étodo de Guss 5.. Método de Guss co Pvote Totl l gul que e teror e el pso e lugr de tor el eleeto á tl que ; toreos el eleeto: hor o solo tercos fls (ecucoes) s o té colus (cógts). U vez relzdo el terco y colocdo el eleeto elegdo e el lugr se sgue plcdo el étodo de Guss Método de Guss- Jord Ddo el sste X B s es u trz cudrd co 0 el étodo de Guss puede ser copletdo trguldo té l prte superor covrtedo sí l trz e u trz dgol. st vrte se cooce co el ore de étodo de Guss- Jord y cosste e covertr e cero todos los eleetos de l trz eos los de l dgol prcpl. Ddo el sste e l sguete trz: T C X B se trsfor l trz B por el étodo de Guss t tt c 0 tt c 0 0 t c oteédose el sste TX C. Pr oteer ceros por ec de l dgol prcpl e T se procede sguedo el sguete lgorto: Prer pso: Se cosgue ceros e l -és colu de l trz T C por ec de l dgol prcpl trsfordo cd ecucó e edte: PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0 67 de 6
10 t t co Pso : Se cosgue ceros e l colu por ec de l dgol prcpl prtedo del sste e el pso trsfordo cd ecucó e edte: co t co t d 00 p lo suo psos oteeos el sste: 0 d 0 p d p Oteédose de for trvl l solucó coo p co d 6. SISTMS DPNDINTS D PRÁMTROS Hy veces que e los sstes de ecucoes leles e los coefcetes y téros depedetes prece uo o vros práetros. l tpo de sste depederá de los vlores que toe dchos práetros. Veos u eeplo: eplo: studr e fucó del práetro el sguete sste: y z y 4z y z 4 4. Vos dstgur dos csos: Cso : S co lo cul el sste es de Crer y tee solucó úc. Cso : rg. Coo 0 rg. deás rg B 68 de 6 PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0
11 toces el sste es coptle. 7. SPCTOS DIDÁCTICOS ste te dee ecudrrse e los cotedos íos de l sgtur Mteátcs de º Bchllerto. s ecesro que el luo coozc los coceptos de ecucó lel sste de ecucoes leles y solucó de u sste. Dee dstgur de qué tpo so los sstes depededo del úero de solucoes (coptle deterdo coptle deterdo o coptle). Dee coocer y ser utlzr los étodos de Guss- Jord de Crer y de Rouché Fröeus pr resolver y dscutr sstes de ecucoes. Té dee estudr sstes depedetes de práetros. s portte resolver gr ctdd de sstes pr slr e los uevos coceptos. Se precsrá u se pr el estudo del étodo de Guss-Jord y dos ses pr el estudo de l regl de Crer y el Teore de Rouché. el terl ddáctco prte de pzrr ppel y olígrfo es tereste el uso de u ordedor co u legue de progrcó geerl pr prctcr l resolucó de sstes. Té puede usrse clculdors cluso progrles sepre que se el luo que ls progre pr horrr tepo e l gr ctdd de cálculos ecesros. Té podeos utlzr progrs forátcos que yud resolver dchs opercoes coo Wrs cuto l evlucó se hrá u prue oetv e l que se clurá u resolucó de u sste de ecucoes por el étodo de Guss y el estudo de u sste de ecucoes depedete de uo o vros práetros. Blogrfí Álger Lel: lerto Luzárrg. Álger y Geoetrí: Brulo de Dego. dtorl: Deos. Curso de Álger y Geoetrí: Ju de Burgos. dtorl: lhr. Curso de Mteátcs Sere :. Negro V. Zoro. dtorl: lhr. PulccoesDdctcs.co Nº 9 Septere 0 69 de 6
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