Álgebra lineal Ejemplos

⎡ ⎢ ⎣ \begin{matrix} 1 & 2 & 1 3 & - 1 & 0 6 & - 2 & 0 \end{matrix} ⎤ ⎥ ⎦

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 \\ 3 & - 1 & 0 \\ 6 & - 2 & 0 \end{array}]$

Paso 1

Para determinar si las columnas en la matriz son linealmente dependientes, determina si la ecuación

$A x = 0$ tiene soluciones no triviales.

Paso 2

Escribe como una matriz aumentada para

$A x = 0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 3 & - 1 & 0 & 0 \\ 6 & - 2 & 0 & 0 \end{array}]$

Paso 3

Obtén la forma escalonada reducida por filas.

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Paso 3.1

Realiza la operación de fila

$R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ para hacer que la entrada en

$2, 1$ sea

$0$ .

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Paso 3.1.1

Realiza la operación de fila

$R_{2} = R_{2} - 3 R_{1}$ para hacer que la entrada en

$2, 1$ sea

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & - 1 - 3 \cdot 2 & 0 - 3 \cdot 1 & 0 - 3 \cdot 0 \\ 6 & - 2 & 0 & 0 \end{array}]$

Paso 3.1.2

Simplifica

$R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & - 7 & - 3 & 0 \\ 6 & - 2 & 0 & 0 \end{array}]$

Paso 3.2

Realiza la operación de fila

$R_{3} = R_{3} - 6 R_{1}$ para hacer que la entrada en

$3, 1$ sea

$0$ .

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Paso 3.2.1

Realiza la operación de fila

$R_{3} = R_{3} - 6 R_{1}$ para hacer que la entrada en

$3, 1$ sea

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & - 7 & - 3 & 0 \\ 6 - 6 \cdot 1 & - 2 - 6 \cdot 2 & 0 - 6 \cdot 1 & 0 - 6 \cdot 0 \end{array}]$

Paso 3.2.2

Simplifica

$R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & - 7 & - 3 & 0 \\ 0 & - 14 & - 6 & 0 \end{array}]$

Paso 3.3

Multiplica cada elemento de

$R_{2}$ por

$- \frac{1}{7}$ para hacer que la entrada en

$2, 2$ sea

$1$ .

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Paso 3.3.1

Multiplica cada elemento de

$R_{2}$ por

$- \frac{1}{7}$ para hacer que la entrada en

$2, 2$ sea

$1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ - \frac{1}{7} \cdot 0 & - \frac{1}{7} \cdot - 7 & - \frac{1}{7} \cdot - 3 & - \frac{1}{7} \cdot 0 \\ 0 & - 14 & - 6 & 0 \end{array}]$

Paso 3.3.2

Simplifica

$R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{3}{7} & 0 \\ 0 & - 14 & - 6 & 0 \end{array}]$

Paso 3.4

Realiza la operación de fila

$R_{3} = R_{3} + 14 R_{2}$ para hacer que la entrada en

$3, 2$ sea

$0$ .

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Paso 3.4.1

Realiza la operación de fila

$R_{3} = R_{3} + 14 R_{2}$ para hacer que la entrada en

$3, 2$ sea

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{3}{7} & 0 \\ 0 + 14 \cdot 0 & - 14 + 14 \cdot 1 & - 6 + 14 (\frac{3}{7}) & 0 + 14 \cdot 0 \end{array}]$

Paso 3.4.2

Simplifica

$R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & 1 & 0 \\ 0 & 1 & \frac{3}{7} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Paso 3.5

Realiza la operación de fila

$R_{1} = R_{1} - 2 R_{2}$ para hacer que la entrada en

$1, 2$ sea

$0$ .

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Paso 3.5.1

Realiza la operación de fila

$R_{1} = R_{1} - 2 R_{2}$ para hacer que la entrada en

$1, 2$ sea

$0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - 2 \cdot 0 & 2 - 2 \cdot 1 & 1 - 2 (\frac{3}{7}) & 0 - 2 \cdot 0 \\ 0 & 1 & \frac{3}{7} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Paso 3.5.2

Simplifica

$R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & \frac{1}{7} & 0 \\ 0 & 1 & \frac{3}{7} & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array}]$

Paso 4

Elimina las filas que son todos ceros.

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & \frac{1}{7} & 0 \\ 0 & 1 & \frac{3}{7} & 0 \end{array}]$

Paso 5

Escribe la matriz como un sistema de ecuaciones lineales.

$x + \frac{1}{7} z = 0$

$y + \frac{3}{7} z = 0$

Paso 6

Como no hay soluciones triviales para

$A x = 0$ , los vectores son linealmente dependientes.

Linealmente dependiente