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sistema gauss 3x3

Ejercicios_Resueltosgausssistema_lineal_3_ecuaciones_3incógnitas

Resuelve por el método de Gauss el sistema de ecuaciones:

\left\{ \begin{array}{lcc}
             3x - 3y + z = 2\\
             x +y -z = 0\\
             2x + 5y -3z = 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 - 3y + z = 2\\x + y - z = 0\\2x + 5y - 3z = 1\end{cases}

Paso 1 · Formamos la matriz aumentada del sistema

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

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

\left(\begin{array}{ccc}3 & -3 & 1\\1 & 1 & -1\\2 & 5 & -3\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}2\\0\\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 & -3 & 1\\0 & 3 & -2\\0 & 21 & -11\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}2\\-1\\-1\end{array}\right)

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

\left(\begin{array}{ccc}3 & -3 & 1\\0 & 3 & -2\\0 & 21 & -11\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}2\\-1\\-1\end{array}\right)\quad\begin{array}{c}\\\\7F_2-F_3 \longrightarrow F_3\end{array}\quad\left(\begin{array}{ccc}3 & -3 & 1\\0 & 3 & -2\\0 & 0 & 1\end{array}\right.\left|\begin{array}{c}2\\-1\\2\end{array}\right)

Paso 4 · Convertimos la matriz triangular en sistema

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

3y - 2z = -1

3y - 2 \cdot 2 = -1

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

De la 1.ª ecuación obtenemos x:

3x - 3y + z = 2

3x - 3 \cdot 1 + 2 = 2

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

Solución

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

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