Álgebra lineal Ejemplos

Determinar la dependencia lineal [[2],[-1],[4],[1],[2]] , [[1],[2],[-1],[5],[2]] , [[2],[1],[-3],[6],[1]]
[2-1412]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢21412⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ , [12-152]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢12152⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ , [21-361]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢21361⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 1
Para determinar si las columnas en la matriz son linealmente dependientes, determina si la ecuación Ax=0Ax=0 tiene soluciones no triviales.
Paso 2
Escribe como una matriz aumentada para Ax=0Ax=0.
[2120-12104-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢21201210413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3
Obtén la forma escalonada reducida por filas.
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Paso 3.1
Multiplica cada elemento de R1R1 por 1212 para hacer que la entrada en 1,11,1 sea 11.
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Paso 3.1.1
Multiplica cada elemento de R1R1 por 1212 para hacer que la entrada en 1,11,1 sea 11.
[22122202-12104-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢221222021210413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.1.2
Simplifica R1R1.
[11210-12104-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢112101210413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[11210-12104-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢112101210413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.2
Realiza la operación de fila R2=R2+R1R2=R2+R1 para hacer que la entrada en 2,12,1 sea 00.
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Paso 3.2.1
Realiza la operación de fila R2=R2+R1R2=R2+R1 para hacer que la entrada en 2,12,1 sea 00.
[11210-1+112+121+110+04-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢112101+112+121+110+0413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.2.2
Simplifica R2R2.
[11210052204-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121005220413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[11210052204-1-3015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121005220413015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.3
Realiza la operación de fila R3=R3-4R1R3=R34R1 para hacer que la entrada en 3,13,1 sea 00.
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Paso 3.3.1
Realiza la operación de fila R3=R3-4R1R3=R34R1 para hacer que la entrada en 3,13,1 sea 00.
[11210052204-41-1-4(12)-3-410-4015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢112100522044114(12)34104015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.3.2
Simplifica R3R3.
[11210052200-3-7015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121005220037015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[11210052200-3-7015602210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121005220037015602210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.4
Realiza la operación de fila R4=R4-R1R4=R4R1 para hacer que la entrada en 4,14,1 sea 00.
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Paso 3.4.1
Realiza la operación de fila R4=R4-R1R4=R4R1 para hacer que la entrada en 4,14,1 sea 00.
[11210052200-3-701-15-126-10-02210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢112100522003701151261002210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.4.2
Simplifica R4R4.
[11210052200-3-70092502210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210052200370092502210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[11210052200-3-70092502210]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210052200370092502210⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.5
Realiza la operación de fila R5=R5-2R1R5=R52R1 para hacer que la entrada en 5,15,1 sea 00.
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Paso 3.5.1
Realiza la operación de fila R5=R5-2R1R5=R52R1 para hacer que la entrada en 5,15,1 sea 00.
[11210052200-3-70092502-212-2(12)1-210-20]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢112100522003700925022122(12)121020⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.5.2
Simplifica R5R5.
[11210052200-3-700925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210052200370092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[11210052200-3-700925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210052200370092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.6
Multiplica cada elemento de R2R2 por 2525 para hacer que la entrada en 2,22,2 sea 11.
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Paso 3.6.1
Multiplica cada elemento de R2R2 por 2525 para hacer que la entrada en 2,22,2 sea 11.
[1121025025522522500-3-700925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121025025522522500370092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.6.2
Simplifica R2R2.
[11210014500-3-700925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210014500370092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[11210014500-3-700925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210014500370092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.7
Realiza la operación de fila R3=R3+3R2R3=R3+3R2 para hacer que la entrada en 3,23,2 sea 00.
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Paso 3.7.1
Realiza la operación de fila R3=R3+3R2R3=R3+3R2 para hacer que la entrada en 3,23,2 sea 00.
[11210014500+30-3+31-7+3(45)0+300925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢11210014500+303+317+3(45)0+30092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.7.2
Simplifica R3R3.
[112100145000-23500925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121001450002350092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
[112100145000-23500925001-10]⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢1121001450002350092500110⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥
Paso 3.8
Realiza la operación de fila R4=R4-92R2 para hacer que la entrada en 4,2 sea 0.
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Paso 3.8.1
Realiza la operación de fila R4=R4-92R2 para hacer que la entrada en 4,2 sea 0.
[112100145000-23500-92092-9215-92450-92001-10]
Paso 3.8.2
Simplifica R4.
[112100145000-23500075001-10]
[112100145000-23500075001-10]
Paso 3.9
Realiza la operación de fila R5=R5-R2 para hacer que la entrada en 5,2 sea 0.
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Paso 3.9.1
Realiza la operación de fila R5=R5-R2 para hacer que la entrada en 5,2 sea 0.
[112100145000-2350007500-01-1-1-450-0]
Paso 3.9.2
Simplifica R5.
[112100145000-23500075000-950]
[112100145000-23500075000-950]
Paso 3.10
Multiplica cada elemento de R3 por -523 para hacer que la entrada en 3,3 sea 1.
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Paso 3.10.1
Multiplica cada elemento de R3 por -523 para hacer que la entrada en 3,3 sea 1.
[1121001450-5230-5230-523(-235)-52300075000-950]
Paso 3.10.2
Simplifica R3.
[112100145000100075000-950]
[112100145000100075000-950]
Paso 3.11
Realiza la operación de fila R4=R4-75R3 para hacer que la entrada en 4,3 sea 0.
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Paso 3.11.1
Realiza la operación de fila R4=R4-75R3 para hacer que la entrada en 4,3 sea 0.
[112100145000100-7500-75075-7510-75000-950]
Paso 3.11.2
Simplifica R4.
[11210014500010000000-950]
[11210014500010000000-950]
Paso 3.12
Realiza la operación de fila R5=R5+95R3 para hacer que la entrada en 5,3 sea 0.
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Paso 3.12.1
Realiza la operación de fila R5=R5+95R3 para hacer que la entrada en 5,3 sea 0.
[1121001450001000000+9500+950-95+9510+950]
Paso 3.12.2
Simplifica R5.
[1121001450001000000000]
[1121001450001000000000]
Paso 3.13
Realiza la operación de fila R2=R2-45R3 para hacer que la entrada en 2,3 sea 0.
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Paso 3.13.1
Realiza la operación de fila R2=R2-45R3 para hacer que la entrada en 2,3 sea 0.
[112100-4501-45045-4510-450001000000000]
Paso 3.13.2
Simplifica R2.
[112100100001000000000]
[112100100001000000000]
Paso 3.14
Realiza la operación de fila R1=R1-R3 para hacer que la entrada en 1,3 sea 0.
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Paso 3.14.1
Realiza la operación de fila R1=R1-R3 para hacer que la entrada en 1,3 sea 0.
[1-012-01-10-00100001000000000]
Paso 3.14.2
Simplifica R1.
[112000100001000000000]
[112000100001000000000]
Paso 3.15
Realiza la operación de fila R1=R1-12R2 para hacer que la entrada en 1,2 sea 0.
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Paso 3.15.1
Realiza la operación de fila R1=R1-12R2 para hacer que la entrada en 1,2 sea 0.
[1-12012-1210-1200-1200100001000000000]
Paso 3.15.2
Simplifica R1.
[10000100001000000000]
[10000100001000000000]
[10000100001000000000]
Paso 4
Elimina las filas que son todos ceros.
[100001000010]
Paso 5
Escribe la matriz como un sistema de ecuaciones lineales.
x=0
y=0
z=0
Paso 6
Como la única solución para Ax=0 es la solución trivial, los vectores son linealmente independientes.
Linealmente independiente
 [x2  12  π  xdx ]