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Sistema 3x3 Gauss

Ejercicios_Resueltosgausssistema_lineal_3_ecuaciones_3incógnitas

Resuelve por el método de Gauss el sistema de ecuaciones:
 \left\{
\begin{array}{lll}
3x - y + z = 1 \\
x + 2y  -2z = -1 \\
2x - 3y + z = -1
\end{array}
\right.

SOLUCIÓN

Método de Gauss (eliminación)

Transformamos el sistema en una matriz aumentada y realizamos operaciones elementales de fila hasta obtener una forma triangular superior. Después, resolvemos de abajo arriba.

Sistema de partida:

\begin{cases}3x - y + z = 1\\x + 2y - 2z = -1\\2x - 3y + z = -1\end{cases}

Paso 1 · Formamos la matriz aumentada del sistema

\left(\begin{array}{ccc}3 & -1 & 1\\1 & 2 & -2\\2 & -3 & 1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}1\\-1\\-1\end{array}\right)

Paso 2 · Hacemos ceros debajo del pivote de la 1.ª columna

\left(\begin{array}{ccc}3 & -1 & 1\\1 & 2 & -2\\2 & -3 & 1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}1\\-1\\-1\end{array}\right)\quad\begin{array}{c}\\F_1-3F_2 \longrightarrow F_2\\2F_1-3F_3 \longrightarrow F_3\end{array}\quad\left(\begin{array}{ccc}3 & -1 & 1\\0 & 7 & -7\\0 & 7 & -1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}1\\-4\\5\end{array}\right)

Paso 3 · Hacemos cero debajo del pivote de la 2.ª columna

\left(\begin{array}{ccc}3 & -1 & 1\\0 & 7 & -7\\0 & 7 & -1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}1\\-4\\5\end{array}\right)\quad\begin{array}{c}\\\\F_2-F_3 \longrightarrow F_3\end{array}\quad\left(\begin{array}{ccc}3 & -1 & 1\\0 & 7 & -7\\0 & 0 & 2\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}1\\-4\\3\end{array}\right)

Paso 4 · Convertimos la matriz triangular en sistema

\begin{cases}3x - y + z = 1\\7y - 7z = -4\\2z = 3\end{cases}

Paso 5 · Resolvemos de abajo arriba (sustitución regresiva)

De la 3.ª ecuación obtenemos z:

2z = 3 \longrightarrow z = \dfrac{3}{2} \longrightarrow {\color{blue} z = \dfrac{3}{2}}

De la 2.ª ecuación obtenemos y:

7y - 7z = -4

7y - 7 \cdot \left(\dfrac{3}{2}\right) = -4

7y = \dfrac{13}{2} \longrightarrow {\color{blue} y = \dfrac{13}{14}}

De la 1.ª ecuación obtenemos x:

3x - y + z = 1

3x - \left(\dfrac{13}{14}\right) + \left(\dfrac{3}{2}\right) = 1

3x = \dfrac{3}{7} \longrightarrow {\color{blue} x = \dfrac{1}{7}}

Solución

\boxed{x = \dfrac{1}{7} \:,\: y = \dfrac{13}{14} \:,\: z = \dfrac{3}{2}}

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