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sistema 3x3 gauss

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  Ejercicios_Resueltosgausssistema_lineal_3_ecuaciones_3incógnitas

Resuelve por el método de Gauss el sistema de ecuaciones:

\left\{ \begin{array}{lcc}
             3x + 4y - z = 3\\
             3x - 3y + z = -8\\
             x - y + 2z = -6
             \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 + 4y - z = 3\\3x - 3y + z = -8\\x - y + 2z = -6\end{cases}

Paso 1 · Formamos la matriz aumentada del sistema

\left(\begin{array}{ccc}3 & 4 & -1\\3 & -3 & 1\\1 & -1 & 2\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-8\\-6\end{array}\right)

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

\left(\begin{array}{ccc}3 & 4 & -1\\3 & -3 & 1\\1 & -1 & 2\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\-8\\-6\end{array}\right)\quad\begin{array}{c}\\F_1-F_2 \longrightarrow F_2\\F_1-3F_3 \longrightarrow F_3\end{array}\quad\left(\begin{array}{ccc}3 & 4 & -1\\0 & 7 & -2\\0 & 1 & -1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\11\\3\end{array}\right)

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

\left(\begin{array}{ccc}3 & 4 & -1\\0 & 7 & -2\\0 & 1 & -1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\11\\3\end{array}\right)\quad\begin{array}{c}\\\\F_2-7F_3 \longrightarrow F_3\end{array}\quad\left(\begin{array}{ccc}3 & 4 & -1\\0 & 7 & -2\\0 & 0 & 1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}3\\11\\-2\end{array}\right)

Paso 4 · Convertimos la matriz triangular en sistema

\begin{cases}3x + 4y - z = 3\\7y - 2z = 11\\z = -2\end{cases}

Paso 5 · Resolvemos de abajo arriba (sustitución regresiva)

De la 3.ª ecuación obtenemos z:

z = -2 \longrightarrow {\color{blue} z = -2}

De la 2.ª ecuación obtenemos y:

7y - 2z = 11

7y - 2 \cdot \left(-2\right) = 11

7y = 7 \longrightarrow {\color{blue} y = 1}

De la 1.ª ecuación obtenemos x:

3x + 4y - z = 3

3x + 4 \cdot 1 - \left(-2\right) = 3

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

Solución

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

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