Álgebra lineal Ejemplos

Resolver usando la matriz inversa 3^2a+3b+c=4 , 5^2a+5b+c=4 , 2^2a+2b+c=1
32a+3b+c=432a+3b+c=4 , 52a+5b+c=4 , 22a+2b+c=1
Paso 1
Obtén la forma AX=B del sistema de ecuaciones.
[9312551421][abc]=[441]
Paso 2
Obtén la inversa de la matriz de coeficientes.
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Paso 2.1
Find the determinant.
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Paso 2.1.1
Choose the row or column with the most 0 elements. If there are no 0 elements choose any row or column. Multiply every element in row 1 by its cofactor and add.
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Paso 2.1.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|
Paso 2.1.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a - position on the sign chart.
Paso 2.1.1.3
The minor for a11 is the determinant with row 1 and column 1 deleted.
|5121|
Paso 2.1.1.4
Multiply element a11 by its cofactor.
9|5121|
Paso 2.1.1.5
The minor for a12 is the determinant with row 1 and column 2 deleted.
|25141|
Paso 2.1.1.6
Multiply element a12 by its cofactor.
-3|25141|
Paso 2.1.1.7
The minor for a13 is the determinant with row 1 and column 3 deleted.
|25542|
Paso 2.1.1.8
Multiply element a13 by its cofactor.
1|25542|
Paso 2.1.1.9
Add the terms together.
9|5121|-3|25141|+1|25542|
9|5121|-3|25141|+1|25542|
Paso 2.1.2
Evalúa |5121|.
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Paso 2.1.2.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
9(51-21)-3|25141|+1|25542|
Paso 2.1.2.2
Simplifica el determinante.
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Paso 2.1.2.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 2.1.2.2.1.1
Multiplica 5 por 1.
9(5-21)-3|25141|+1|25542|
Paso 2.1.2.2.1.2
Multiplica -2 por 1.
9(5-2)-3|25141|+1|25542|
9(5-2)-3|25141|+1|25542|
Paso 2.1.2.2.2
Resta 2 de 5.
93-3|25141|+1|25542|
93-3|25141|+1|25542|
93-3|25141|+1|25542|
Paso 2.1.3
Evalúa |25141|.
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Paso 2.1.3.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
93-3(251-41)+1|25542|
Paso 2.1.3.2
Simplifica el determinante.
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Paso 2.1.3.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 2.1.3.2.1.1
Multiplica 25 por 1.
93-3(25-41)+1|25542|
Paso 2.1.3.2.1.2
Multiplica -4 por 1.
93-3(25-4)+1|25542|
93-3(25-4)+1|25542|
Paso 2.1.3.2.2
Resta 4 de 25.
93-321+1|25542|
93-321+1|25542|
93-321+1|25542|
Paso 2.1.4
Evalúa |25542|.
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Paso 2.1.4.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
93-321+1(252-45)
Paso 2.1.4.2
Simplifica el determinante.
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Paso 2.1.4.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 2.1.4.2.1.1
Multiplica 25 por 2.
93-321+1(50-45)
Paso 2.1.4.2.1.2
Multiplica -4 por 5.
93-321+1(50-20)
93-321+1(50-20)
Paso 2.1.4.2.2
Resta 20 de 50.
93-321+130
93-321+130
93-321+130
Paso 2.1.5
Simplifica el determinante.
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Paso 2.1.5.1
Simplifica cada término.
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Paso 2.1.5.1.1
Multiplica 9 por 3.
27-321+130
Paso 2.1.5.1.2
Multiplica -3 por 21.
27-63+130
Paso 2.1.5.1.3
Multiplica 30 por 1.
27-63+30
27-63+30
Paso 2.1.5.2
Resta 63 de 27.
-36+30
Paso 2.1.5.3
Suma -36 y 30.
-6
-6
-6
Paso 2.2
Since the determinant is non-zero, the inverse exists.
Paso 2.3
Set up a 3×6 matrix where the left half is the original matrix and the right half is its identity matrix.
[9311002551010421001]
Paso 2.4
Obtén la forma escalonada reducida por filas.
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Paso 2.4.1
Multiply each element of R1 by 19 to make the entry at 1,1 a 1.
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Paso 2.4.1.1
Multiply each element of R1 by 19 to make the entry at 1,1 a 1.
[9939191909092551010421001]
Paso 2.4.1.2
Simplifica R1.
[1131919002551010421001]
[1131919002551010421001]
Paso 2.4.2
Perform the row operation R2=R2-25R1 to make the entry at 2,1 a 0.
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Paso 2.4.2.1
Perform the row operation R2=R2-25R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[11319190025-2515-25(13)1-25(19)0-25(19)1-2500-250421001]
Paso 2.4.2.2
Simplifica R2.
[1131919000-103-169-25910421001]
[1131919000-103-169-25910421001]
Paso 2.4.3
Perform the row operation R3=R3-4R1 to make the entry at 3,1 a 0.
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Paso 2.4.3.1
Perform the row operation R3=R3-4R1 to make the entry at 3,1 a 0.
[1131919000-103-169-259104-412-4(13)1-4(19)0-4(19)0-401-40]
Paso 2.4.3.2
Simplifica R3.
[1131919000-103-169-2591002359-4901]
[1131919000-103-169-2591002359-4901]
Paso 2.4.4
Multiply each element of R2 by -310 to make the entry at 2,2 a 1.
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Paso 2.4.4.1
Multiply each element of R2 by -310 to make the entry at 2,2 a 1.
[113191900-3100-310(-103)-310(-169)-310(-259)-3101-310002359-4901]
Paso 2.4.4.2
Simplifica R2.
[1131919000181556-310002359-4901]
[1131919000181556-310002359-4901]
Paso 2.4.5
Perform the row operation R3=R3-23R2 to make the entry at 3,2 a 0.
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Paso 2.4.5.1
Perform the row operation R3=R3-23R2 to make the entry at 3,2 a 0.
[1131919000181556-31000-23023-23159-23815-49-23560-23(-310)1-230]
Paso 2.4.5.2
Simplifica R3.
[1131919000181556-31000015-1151]
[1131919000181556-31000015-1151]
Paso 2.4.6
Multiply each element of R3 by 5 to make the entry at 3,3 a 1.
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Paso 2.4.6.1
Multiply each element of R3 by 5 to make the entry at 3,3 a 1.
[1131919000181556-310050505(15)5-15(15)51]
Paso 2.4.6.2
Simplifica R3.
[1131919000181556-3100001-515]
[1131919000181556-3100001-515]
Paso 2.4.7
Perform the row operation R2=R2-815R3 to make the entry at 2,3 a 0.
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Paso 2.4.7.1
Perform the row operation R2=R2-815R3 to make the entry at 2,3 a 0.
[1131919000-81501-8150815-815156-815-5-310-81510-8155001-515]
Paso 2.4.7.2
Simplifica R2.
[11319190001072-56-83001-515]
[11319190001072-56-83001-515]
Paso 2.4.8
Perform the row operation R1=R1-19R3 to make the entry at 1,3 a 0.
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Paso 2.4.8.1
Perform the row operation R1=R1-19R3 to make the entry at 1,3 a 0.
[1-19013-19019-19119-19-50-1910-19501072-56-83001-515]
Paso 2.4.8.2
Simplifica R1.
[113023-19-5901072-56-83001-515]
[113023-19-5901072-56-83001-515]
Paso 2.4.9
Perform the row operation R1=R1-13R2 to make the entry at 1,2 a 0.
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Paso 2.4.9.1
Perform the row operation R1=R1-13R2 to make the entry at 1,2 a 0.
[1-13013-1310-13023-1372-19-13(-56)-59-13(-83)01072-56-83001-515]
Paso 2.4.9.2
Simplifica R1.
[100-12161301072-56-83001-515]
[100-12161301072-56-83001-515]
[100-12161301072-56-83001-515]
Paso 2.5
The right half of the reduced row echelon form is the inverse.
[-12161372-56-83-515]
[-12161372-56-83-515]
Paso 3
Multiplica por la izquierda ambos lados de la ecuación de matriz por la matriz inversa.
([-12161372-56-83-515][9312551421])[abc]=[-12161372-56-83-515][441]
Paso 4
Cualquier matriz multiplicada por su inversa es igual a 1 todo el tiempo. AA-1=1.
[abc]=[-12161372-56-83-515][441]
Paso 5
Multiplica [-12161372-56-83-515][441].
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Paso 5.1
Two matrices can be multiplied if and only if the number of columns in the first matrix is equal to the number of rows in the second matrix. In this case, the first matrix is 3×3 and the second matrix is 3×1.
Paso 5.2
Multiplica cada fila en la primera matriz por cada columna en la segunda matriz.
[-124+164+131724-564-831-54+14+51]
Paso 5.3
Simplifica cada elemento de la matriz mediante la multiplicación de todas las expresiones.
[-18-11]
[-18-11]
Paso 6
Simplifica los lados izquierdo y derecho.
[abc]=[-18-11]
Paso 7
Obtén la solución.
a=-1
b=8
c=-11
 [x2  12  π  xdx ]