ejemplos de metodo d jauss jordan
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Aquí tienes otro ejemplo de un sistema de 3 x 3, resuelto por medio del Método Gauss Jordan
x₁+ x₂+ 2x₃= 9 2x₁+ 4x₂– 3x₃= 1 3x₁+ 6x₂– 5x₃= 0
Estos son los Resultados, a los que hay que llegar
x₁= 1
x₂= 2
x₃= 3
➊ Para llegar al resultado debemos basarnos en la Matriz Identidad, debiendo, tener debajo y arriba de la Diagonal de la Matriz Identidad ceros, eso lo haremos mediante operaciones como suma resta multiplicación y división
| 1 0 0 * | | 0 1 0 * | | 0 0 1 * |
➋ Formamos Matriz con los Coeficientes
| 1 1 ...2 9 | | 2 4 – 3 1 | | 3 6 – 5 0 |
➌ Hacemos [0] , la 1ra Columna de las Filas 2 y 3, por medio de Columna 1 de la Fila 1
F1 * [ -2] + F2 = F2
- 2 – 2 – 4 - 18 ..2 ...4 – 3 ....1 ---------------------- ..0 ...2 – 7 – 17 → F2
F1 * [ -3] + F3 = F3
- 3 – 3– 6 – 27 ..3 ...6 – 5 ....0 ------------------------
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..0 ...3 – 11 – 27 → F3
➍ Rescribimos Matriz
| 1 1 ...2…....9 | | 0 2 – 7 ..– 17 | | 0 3 – 11 – 27 |
Basándonos en la matriz identidad, vamos a hacer [1], la Columna 2 de la Fila 2
Dividimos F2/2 = F2 y rescribimos matriz
F2 / 2 = F2
| 1 1 ......2……...9 | | 0 1 – 7/2 ..– 17/2 | | 0 3 – 11 …..– 27 |
➎ Ahora por medio de C2 de F2 hacemos [0] a C2 de F1 y F3
F2 * [- 1] + F1 = F1
0 – 1 7/2 17/2 1…1 ...2….9 -------------------- 1 ..0 11/2 35/2 → F1
F2 * [- 3] + F3 = F3
0 - 3 21/2..51/2 0…3 – 11 - 27 ----------------------- 0 …0 - 1/2 – 3/2 → F3
➏ Rescribimos Matriz
| 1 ..0 ..11/2.…35/2 | | 0 ..1 – 7/2 ..– 17/2 | | 0 ..0 ..- 1/2 ...– 3/2 |
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Basándonos en la matriz identidad, vamos a hacer [1], la Columna 3 de la Fila 3
Multiplicamos F3 * [- 2 ] = F3 y rescribimos matriz
| 1 ..0 ..11/2…35/2 .| | 0 ..1 – 7/2 .– 17/2 | | 0 ..0 …..1 ……..3 |
➐ Ahora por medio de C3 de F3, vamos a hacer [0] a C3 de F1 y F2
F3 * [- 11/2] + F1 = F1
1 0 – 11/2 – 33/2 0 0…11/2 …35/2 -------------------------- 1 0 ……0…..1 → F1
F3 * [7/2] + F2 = F2
1 0 ...7/2 …21/2 0 0 – 7/2 – 17/2 ------------------------- 1 0 …0 ….....2 → F1
➑ Rescribimos Matriz y nos queda
| 1 0 0 1 | | 0 1 0 2 | | 0 0 1 3 |
x₁= 1
x₂= 2
x₃ = 3
Un sistema de ecuaciones se resuelve por el método de Gauss cuando se obtienen sus soluciones mediante la reducción del sistema dado a otro equivalente en el que cada ecuación tiene una incógnita menos que la anterior. Cuando se aplica este proceso, la matriz resultante
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se conoce como: "forma escalonada".
Supongamos que es necesario encontrar los números x, y, z, que satisfacen simultáneamente estas ecuaciones
2x + y − z = 8,
− 3x − y + 2z = − 11,
− 2x + y + 2z = − 3
Esto es llamado un sistema lineal de ecuaciones. El objetivo es reducir el sistema a otro equivalente, que tenga las mismas soluciones. Las operaciones (llamadas elementales) son estas:
Multiplicar una ecuación por un escalar no nulo. Intercambiar de posición dos ecuaciones Sumar a una ecuación un múltiplo de otra. Estas operaciones pueden representarse con matrices elementales que se usan también en otros procedimientos como la factorización LU o la diagonalización por congruencia de una matriz simétrica.
En nuestro ejemplo, eliminamos x de la segunda ecuación sumando 3/2 veces la primera ecuación a la segunda y después sumamos la primera ecuación a la tercera. El resultado es:
2x + y − z = 8,
1/2y + 1/2z = 1,
2y +z = 5, Ahora eliminamos y de la primera ecuación sumando -2 veces la segunda ecuación a la primera, y sumamos -4 veces la segunda ecuación a la tercera para eliminar y.
2x − 2z = 6,
1/2y + 1/2z = 1,
− z = 1 Finalmente eliminamos z de la primera ecuación sumando -2 veces la tercera ecuación a la primera, y sumando 1/2 veces la tercera ecuación a la segunda para eliminar z.
2x = 4,
1/2y = 3/2,
− z = 1 Despejando, podemos ver las soluciones: x = 2, y = 3 y z = −1.
Para clarificar los pasos (y es en realidad lo que las computadoras manejan), se trabaja con la matriz aumentada. Podemos ver los 3 pasos en su notación matricial:
Primero: 2 1 -1 8
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-3 -1 2 -11 -2 1 2 -3
Después, 2 0 0 4 0 1/2 0 3/2 0 0 -1 1
Por último. 1 0 0 2 0 1 0 3 0 0 1 -1
Si el sistema fuera incompatible, entonces nos encontraríamos con una fila como esta: 0 0 0 1
Que representa la ecuación: 0x + 0y + 0z = 1, es decir, 0 = 1 que no tiene solución.