Álgebra lineal Ejemplos

Resolver usando la matriz inversa -21x-2y+z=-76 , 12x+y=46 , -24x-2y+z=-88
-21x-2y+z=-7621x2y+z=76 , 12x+y=4612x+y=46 , -24x-2y+z=-8824x2y+z=88
Paso 1
Obtén la forma AX=BAX=B del sistema de ecuaciones.
[-21-211210-24-21][xyz]=[-7646-88]212112102421xyz=764688
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 00 elements. If there are no 00 elements choose any row or column. Multiply every element in row 22 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 a21a21 is the determinant with row 22 and column 11 deleted.
|-21-21|2121
Paso 2.1.1.4
Multiply element a21a21 by its cofactor.
-12|-21-21|122121
Paso 2.1.1.5
The minor for a22a22 is the determinant with row 22 and column 22 deleted.
|-211-241|211241
Paso 2.1.1.6
Multiply element a22a22 by its cofactor.
1|-211-241|1211241
Paso 2.1.1.7
The minor for a23a23 is the determinant with row 22 and column 33 deleted.
|-21-2-24-2|212242
Paso 2.1.1.8
Multiply element a23a23 by its cofactor.
0|-21-2-24-2|0212242
Paso 2.1.1.9
Add the terms together.
-12|-21-21|+1|-211-241|+0|-21-2-24-2|122121+1211241+0212242
-12|-21-21|+1|-211-241|+0|-21-2-24-2|
Paso 2.1.2
Multiplica 0 por |-21-2-24-2|.
-12|-21-21|+1|-211-241|+0
Paso 2.1.3
Evalúa |-21-21|.
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Paso 2.1.3.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
-12(-21-(-21))+1|-211-241|+0
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 -2 por 1.
-12(-2-(-21))+1|-211-241|+0
Paso 2.1.3.2.1.2
Multiplica -(-21).
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Paso 2.1.3.2.1.2.1
Multiplica -2 por 1.
-12(-2--2)+1|-211-241|+0
Paso 2.1.3.2.1.2.2
Multiplica -1 por -2.
-12(-2+2)+1|-211-241|+0
-12(-2+2)+1|-211-241|+0
-12(-2+2)+1|-211-241|+0
Paso 2.1.3.2.2
Suma -2 y 2.
-120+1|-211-241|+0
-120+1|-211-241|+0
-120+1|-211-241|+0
Paso 2.1.4
Evalúa |-211-241|.
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Paso 2.1.4.1
El determinante de una matriz 2×2 puede obtenerse usando la fórmula |abcd|=ad-cb.
-120+1(-211-(-241))+0
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 -21 por 1.
-120+1(-21-(-241))+0
Paso 2.1.4.2.1.2
Multiplica -(-241).
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Paso 2.1.4.2.1.2.1
Multiplica -24 por 1.
-120+1(-21--24)+0
Paso 2.1.4.2.1.2.2
Multiplica -1 por -24.
-120+1(-21+24)+0
-120+1(-21+24)+0
-120+1(-21+24)+0
Paso 2.1.4.2.2
Suma -21 y 24.
-120+13+0
-120+13+0
-120+13+0
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 -12 por 0.
0+13+0
Paso 2.1.5.1.2
Multiplica 3 por 1.
0+3+0
0+3+0
Paso 2.1.5.2
Suma 0 y 3.
3+0
Paso 2.1.5.3
Suma 3 y 0.
3
3
3
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.
[-21-211001210010-24-21001]
Paso 2.4
Obtén la forma escalonada reducida por filas.
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Paso 2.4.1
Multiply each element of R1 by -121 to make the entry at 1,1 a 1.
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Paso 2.4.1.1
Multiply each element of R1 by -121 to make the entry at 1,1 a 1.
[-121-21-121-2-1211-1211-1210-12101210010-24-21001]
Paso 2.4.1.2
Simplifica R1.
[1221-121-121001210010-24-21001]
[1221-121-121001210010-24-21001]
Paso 2.4.2
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
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Paso 2.4.2.1
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1221-121-1210012-1211-12(221)0-12(-121)0-12(-121)1-1200-120-24-21001]
Paso 2.4.2.2
Simplifica R2.
[1221-121-121000-17474710-24-21001]
[1221-121-121000-17474710-24-21001]
Paso 2.4.3
Perform the row operation R3=R3+24R1 to make the entry at 3,1 a 0.
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Paso 2.4.3.1
Perform the row operation R3=R3+24R1 to make the entry at 3,1 a 0.
[1221-121-121000-17474710-24+241-2+24(221)1+24(-121)0+24(-121)0+2401+240]
Paso 2.4.3.2
Simplifica R3.
[1221-121-121000-17474710027-17-8701]
[1221-121-121000-17474710027-17-8701]
Paso 2.4.4
Multiply each element of R2 by -7 to make the entry at 2,2 a 1.
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Paso 2.4.4.1
Multiply each element of R2 by -7 to make the entry at 2,2 a 1.
[1221-121-12100-70-7(-17)-7(47)-7(47)-71-70027-17-8701]
Paso 2.4.4.2
Simplifica R2.
[1221-121-1210001-4-4-70027-17-8701]
[1221-121-1210001-4-4-70027-17-8701]
Paso 2.4.5
Perform the row operation R3=R3-27R2 to make the entry at 3,2 a 0.
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Paso 2.4.5.1
Perform the row operation R3=R3-27R2 to make the entry at 3,2 a 0.
[1221-121-1210001-4-4-700-27027-271-17-27-4-87-27-40-27-71-270]
Paso 2.4.5.2
Simplifica R3.
[1221-121-1210001-4-4-70001021]
[1221-121-1210001-4-4-70001021]
Paso 2.4.6
Perform the row operation R2=R2+4R3 to make the entry at 2,3 a 0.
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Paso 2.4.6.1
Perform the row operation R2=R2+4R3 to make the entry at 2,3 a 0.
[1221-121-121000+401+40-4+41-4+40-7+420+41001021]
Paso 2.4.6.2
Simplifica R2.
[1221-121-12100010-414001021]
[1221-121-12100010-414001021]
Paso 2.4.7
Perform the row operation R1=R1+121R3 to make the entry at 1,3 a 0.
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Paso 2.4.7.1
Perform the row operation R1=R1+121R3 to make the entry at 1,3 a 0.
[1+1210221+1210-121+1211-121+12100+12120+1211010-414001021]
Paso 2.4.7.2
Simplifica R1.
[12210-121221121010-414001021]
[12210-121221121010-414001021]
Paso 2.4.8
Perform the row operation R1=R1-221R2 to make the entry at 1,2 a 0.
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Paso 2.4.8.1
Perform the row operation R1=R1-221R2 to make the entry at 1,2 a 0.
[1-2210221-22110-2210-121-221-4221-2211121-2214010-414001021]
Paso 2.4.8.2
Simplifica R1.
[100130-13010-414001021]
[100130-13010-414001021]
[100130-13010-414001021]
Paso 2.5
The right half of the reduced row echelon form is the inverse.
[130-13-414021]
[130-13-414021]
Paso 3
Multiplica por la izquierda ambos lados de la ecuación de matriz por la matriz inversa.
([130-13-414021][-21-211210-24-21])[xyz]=[130-13-414021][-7646-88]
Paso 4
Cualquier matriz multiplicada por su inversa es igual a 1 todo el tiempo. AA-1=1.
[xyz]=[130-13-414021][-7646-88]
Paso 5
Multiplica [130-13-414021][-7646-88].
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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.
[13-76+046-13-88-4-76+146+4-880-76+246+1-88]
Paso 5.3
Simplifica cada elemento de la matriz mediante la multiplicación de todas las expresiones.
[4-24]
[4-24]
Paso 6
Simplifica los lados izquierdo y derecho.
[xyz]=[4-24]
Paso 7
Obtén la solución.
x=4
y=-2
z=4
 [x2  12  π  xdx ]