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HT02SOL-Determinante y SEL
HT02SOL-Determinante y SEL
HT02SOL-Determinante y SEL
PARA INGENIEROS
Ejercicios de reforzamiento
2 1 0 4
1 0 2 1 a b c
2 1 3 1
a 2 3 2 b 1 b a c c
0 0 0 0
4 6 4 1 c a b
3 4 3 1
Solución:
b)
0
2 1 1 0
2 1 5 6 1 2
1 3 1 1
a 3 4 1 b 2 3 5 c
0 1 2 1
0 6 1 2 8 3
1 1 1 0
Solución:
2 1 5
4 1 3 1 3 4
det 3 4 1 2.det 1.det 5.det 89
0 6 1 6 1 0 1 0 6
a) .
6 1 2
3 5 2 5 2 3
det 2 3 5 6.det 1 .det 2.det 254
2 8 3 8 3 2 3 2 8
b)
2 1 1 0
1 3 1 1
det
0 1 2 1
1 1 1 0
1 3 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1
0 0 1 2 (1) 0 1 2 1 1 3 10 1 3 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 2
1 2 1 1 3 1 1 1 1 1
0 ( 2) 0 1 1 ( 2) 1 1
1 1 1 2 1 1 1 1 3 1
6 3 8 4 3
2 x 3 y 2 z 1 3 x 5 y z 3
x 2 y 14 6 x 10 y 2 z 1
x 5 z 11 7 x 4 y 11z 6
a) b)
x 2 y z 5 0, 6 x 0, 4 y 0, 2 z 2, 2
2 x y 2 z 8 0,1x 0, 2 y 0,3 z 0,9
3 x 3 y 4 z 5 0, 2 x 0,1 yy 0,3 z 1, 2
c) d)
x y z
4 2 2 2
x y z
2 x y z 1
2 3 4
x y z
x 2 y z 1
2 2 4 1 x 4 y 3z 1
e) f)
Solución:
x 1.5 y z 0.5
2 29
y z
7 7
39 37
z
7 7
3 5 1 M 3 3 5 1 M 3
6 10 2 M 2 ff f 1 6 13 M 7
2 3 2
7 4 11 M 6 7 4 11 M 6
ff1 2 1 6 13 M 7 1 6 13 M 7
3 5 1 M 3 f 3ff 0 23 40 M 24
2 1 2
7 4 11 M 6 f3 7ff1 3 0 46 80 M 43
1 6 13 M 7
f3 2ff2 3 0 23 40 M 24
0 0 0 M 5
No existe ningún número real para z que cumpla la igualdad. Por tanto, el sistema es
incompatible.
1 2 2 M 5 1 2 2 M 5
f2 3f2 0 15 12 M 54 ff3 2 f3 0 15 12 M 54
f3 5f3 0 15 35 M 100 0 0 23 M 46
x 2y z 5
15y 12z 54
23z 46
3 x−2 y+z=11
1 2 3 M 9 1 2 3 M 9
3 2 1 M 11 f 3ff 0 8 10 M 38
2 1 2
2 1 3 M 12 f3 2ff1 3 0 3 9 M 30
1 2 3 M 9 1 2 3 M 9
ff2 3 0 3 9 M 30 ff2 1 3 M 10
1
2 0
3
0 8 10 M 38 0 8 10 M 38
x 2y 3z 9
y 3z 10
14z 42
Por sustitución hacia atrás obtenemos la solución del sistema:
1 2 2 M 8 f2 3ff1 2 1 2 2 M 8
3 4 3 M 24 f 2ff 10 9 M 0
2 1 3 0
2 2 1 M 4 0 2 3 M 12
1 2 2 M 8 1 2 2 M 8
ff2 3 0 2 3 M 12 f2 5ff2
3 0 2 3 M 12
0 10 9 M 0 0 0 6 M 60
x 2y 2z 8
2y 3z 12
6z 60
Por sustitución hacia atrás obtenemos la solución del sistema: x=6 ; y=9; z=10
f) Usando el método de eliminación gaussiana:
1 1 1 M 1 1 1 1 M 1
1 2 1 M 1 ff f 0 3 2 M 0
2 1 2
1 4 3 M 1 ff3 1 f3 0 3 2 M 0
1 1 1 M 1
ff3 2 f3 0 3 2 M 0
0 0 0 M 0
De la matriz aumentada anterior tenemos el sistema:
x y z 1
3y 2z 0
2 2
y t x 1 t
El cual tiene infinitas soluciones. Si z t entonces 3 y 3 .
Solución:
[ 32400
100:85 3 F −2 F → F
:165 ]
1 2 2
2100 :85 −1 F → F
[ 0−500 :−75 ] 25
2 2
[ 20 100 :85
20 :3 ]
Luego:
2x+100 y=85
2x+100(0,15)=85
20 y=3 2x+15=85
y=0,15 x=35
{ x+y=20 000¿¿¿¿
Usando el método de eliminación Gaussiana, tenemos:
[ 14 1 :20 000
12 :180 000]4 F1−F 2 → F 2 [ 10 1 :20 000 −1
]F → F2
−8 :−100 000 8 2
Luego:
[ 10 1 :20 000
1 :12500 ]
x+ y=20000
x+12500=20000
x=12500 x=7500
Respuesta: Tendrá que usarse 7500 litros de la mezcla 1 y 12500 de la mezcla 2.
“Un paquete de 4 del primero, 1 del segundo y 2 del tercero hacen un total de $ 70”
4 x y 2 z 70
“Otro paquete de 2 del primero, 4 del segundo y 3 del tercero hacen un total de
$ 110”
2 x +4 y +3 z=110
“Un tercer grupo de 6 del primero, 8 del segundo y uno del tercero hacen un total de $
130”
6 x+8 y+z=130
Entonces el sistema de ecuaciones lineales es
{4x+y+2z=70¿{2x+4y+3z=1 0¿ ¿
Cambiemos la fila 1 por la fila 2 y usemos el método de eliminación gaussiana para
encontrar la solución del sistema de ecuaciones lineales. Es decir:
2 4 3 110 2 4 3 110
6 8 1 1
130 3 f1 f 2 f 2 0 4 8 200
f2 f2
4
4 1 2 70 2 f1 f 3 f 3 0 7 4 150
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Página 7
2 4 3 110 2 4 3 110
0 1 2 50 7 f1 f 3 f3 0 1 2 50
0 7 4 150 0 0 10 200
COMPLEMENTO MATEMÁTICO
PARA INGENIEROS
2 x 4 y 3 z 110
y 2 z 50
10 z 200
Entonces, la solución del sistema es
4. Una empresa minera tiene tres campamentos mineros con la siguiente información:
Níquel (%) Cobre (%) Hierro (%)
Campamento A 1 2 3
Campamento B 2 5 7
Campamento C 1 3 1
¿Cuántas toneladas de cada campamento deben utilizar para obtener 7 toneladas de níquel, 18
toneladas de cobre y 16 toneladas de hierro?
Solución:
Sea x toneladas del campamento A.
Sea y toneladas del campamento B.
Sea z toneladas del campamento C.
Según los datos del problema formamos el siguiente sistema:
1% x 2% y 1% z 7
2% x 5% y 3% z 18
3% x 7% y 1% z 16
Luego, obtenemos el sistema equivalente:
x 2 y z 700
2 x 5 y 3z 1800
3 x 7 y z 1600
Usando el método de eliminación gaussiana:
x 2 y z 100
y z 400
-3z 900
Entonces, la solución del sistema es: x 200; y 100 z 300
Respuesta: Deberá producir 200 toneladas en el campamento A, 100 toneladas en el
campamento B y 300 toneladas en el campamento C.
o 4 x +5 y +7 z=63 000
“El año siguiente se producirán y venderán un total de 11 000 unidades entre los tres
{ x + y + z = 1 0 0 ¿ { x + 2 y + 3 z = 25 0 0 ¿ ¿
Usando el método de eliminación gaussiana
1 1 1 11000
f3 f 2 f 3 0 1 2 14000
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS Página 9 0 0 1 5000
COMPLEMENTO MATEMÁTICO
PARA INGENIEROS
1 1 1 ⋮ 11000 1 1 1 ⋮ 11000
[ 1 2 3 ⋮ 25000 ⇔ f 2
]
→−f 1 +f
[
2 0 1 2 ⋮ 14000 ⇔
4 5 7 ⋮ 63000 f 3 →−4 f 1 +f 3 0 1 3 ⋮ 19000 ]
De la matriz aumentada anterior tenemos el sistema:
x y z 11000
y 2 z 14000
z 5000
La solución del sistema está dado por: x=2000 ; y=4000 z=5000 .
Respuesta: Deberá producir 2 000 unidades del artículo A, 4 000 unidades del artículo B y 5
000 unidades del artículo C.
6. Una compañía transportista posee camiones de tres tamaños; grande (G), mediano (M) y
pequeño (P). La experiencia ha demostrado que el camión grande puede transportar 7
piezas de un contenedor A, 6 piezas de un contenedor B y 4 piezas de un contenedor C. El
camión mediano puede transportar 6 del A, 3 del B y 2 del C y el camión pequeño puede
transportar 8 del A, 1 del B y 2 del C. ¿Cuántos camiones de los tres tamaños se
necesitarán para entregar 60 piezas del contenedor A, 29 del B y 22 del C?
Solución:
7x 6y 8z 60 7x 6y 8z 60
6x 3y z 29 6x 3y z 29
4x 2y 2z 22 2x y z 11
7 6 8 60
6 3 1 29
2 1 1 11
7 6 8 60
6f1 7f2 6 3 1 29
2f1 7f3 2 1 1 11
7 6 8 60
0 15 41 157
f2 3f3
0 5 9 43
14z 28 z 2
15y 41z 157 y 5
7x 6y 8z 60 x 2
x y z 47
100 x 200 y 300 z 11100
x y z 1
1 1 1 47 1 1 1 47 1 1 1 47
F2 100 F1 F2 1
100 200 300 11100 F3 F1 F3 0 100 200 6400 100 F2 0 1 2 64
1 1 1 1 0 2 0 48 0 2 0 48
1 0 1 17 1 0 1 17
2 F2 F3 F3 1
0 1 2 64 4 F3 0 1 2 64
F2 F1 F1
0 0 4 80 0 0 1 20
Determine: ¿Cuántas toneladas de cada crudo tendrán que mezclarse para que la nueva
mezcla contenga 24% de aceite ligero, 32% de aceite mediano y el 44% de aceite pesado?
SOLUCIÓN:
x y z 45000 x y z 45000
10%x 30%y 43%z 24% 45000 10x 30y 43z 24 45000
20%x 40%y 44%z 32% 45000 20x 40y 44z 32 45 000
70%x 30%y 13%z 44% 45000 70x 30y 13z 44 45 000
Se tomarálas3 ecuacionesúltimas.
10 30 43 24 45 000
10 20 22 16 45 000
70 30 13 44 45 000
10 30 43 24 45 000
f1 f2 10 20 22 16 45 000
7f1 f3 70 30 13 44 45 000
10 30 43 24 45 000
0 10 21 8 45 000
18f2 f3
0 180 288 124 45 000
10 30 43 24 45 000
0 10 21 8 45000
0 0 90 20 45 000
9. Un departamento de pesca y caza del estado proporciona tres tipos de comida a un lago
que alberga a tres especies de peces. Cada pez de la especie 1 consume cada semana un
promedio de 1 unidad del alimento A, 1 unidad del alimento B y 2 unidades del alimento C.
Cada pez de la especie 2 consume cada semana un promedio de 3 unidades del alimento
A, 4 del B y 5 del C. Para un pez de la especie 3, el promedio semanal de consumo es de
2 unidades del alimento A, 1 unidad del alimento B y 5 unidades del C. Cada semana se
proporcionan al lago 25 000 unidades del alimento A, 20 000 unidades del alimento B y 55
000 del C. Si suponemos que los peces se comen todo el alimento, ¿cuántos peces de
cada especie pueden coexistir en el lago?
SOLUCIÓN
Sean x , y y z el número de peces que existen en el lago. Del problema se observa que: x
peces de la 1era especie consumen x unidades de alimento A , y peces de la 2da especie
consume 3 y del alimento A y z peces de la 3ra especie consumen 2 z del alimento A .
Entonces, x +3 y+ 2 z=25000 es el suministro cada semana del alimento A . De modo
análogo se obtiene para los otros dos alimentos restantes, llegando a las ecuaciones:
x +4 y+ z =20000
2 x+5 y +5 z=55000
Así, de esta manera se tiene el siguiente sistema de ecuaciones:
x +3 y+ 2 z=25000
x +4 y+ z =20000
2 x+5 y +5 z=55000
x=40000−5 z
y=z −5000
5000 ≤ z ≤ 8000