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Sistema Gauss 3x3 3215

Ejercicios_Resueltosgausssistema_lineal_3_ecuaciones_3incógnitas

Resuelve el sistema de ecuaciones:
 \left\{
\begin{array}{lll}
3x + 2y - z = 3 \\
x + y - 2z = -5 \\
2x + y + 3z = 16
\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 + 2y - z = 3\\x + y - 2z = -5\\2x + y + 3z = 16\end{cases}

Paso 1 · Formamos la matriz aumentada del sistema

\left(\begin{array}{ccc}3 & 2 & -1\\1 & 1 & -2\\2 & 1 & 3\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-5\\16\end{array}\right)

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

\left(\begin{array}{ccc}3 & 2 & -1\\1 & 1 & -2\\2 & 1 & 3\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-5\\16\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 & 2 & -1\\0 & 1 & -5\\0 & 1 & -11\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-18\\-42\end{array}\right)

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

\left(\begin{array}{ccc}3 & 2 & -1\\0 & 1 & -5\\0 & 1 & -11\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-18\\-42\end{array}\right)\quad\begin{array}{c}\\\\F_2-F_3 \longrightarrow F_3\end{array}\quad\left(\begin{array}{ccc}3 & 2 & -1\\0 & 1 & -5\\0 & 0 & 1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-18\\4\end{array}\right)

Paso 4 · Convertimos la matriz triangular en sistema

\begin{cases}3x + 2y - z = 3\\y - 5z = -18\\z = 4\end{cases}

Paso 5 · Resolvemos de abajo arriba (sustitución regresiva)

De la 3.ª ecuación obtenemos z:

z = 4 \longrightarrow {\color{blue} z = 4}

De la 2.ª ecuación obtenemos y:

y - 5z = -18

y - 5 \cdot 4 = -18

y = 2 \longrightarrow {\color{blue} y = 2}

De la 1.ª ecuación obtenemos x:

3x + 2y - z = 3

3x + 2 \cdot 2 - 4 = 3

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

Solución

\boxed{x = 1 \:,\: y = 2 \:,\: z = 4}

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