ayudita con unas ecuaciones lineales

buenas! pues estaba repasando unas cosas de ecuaciones lineales y me he quedado pillado en un ejercicio. el caso es:

hallar L para que el sistema sea compatible determinado.

3x-Ly+2z = 3
x+4y-z = 1
-x+2y = 4

bien, primero compongo la matriz C con los parametros, siendo:

C = |3 -L 2|
----|1 4 -1|
--- |-1 2 0|

hallo el valor de L para el cual el determinante se anula. me sale que L = 18. esto significa que para L = 18, el sistema no es S.C.D.

vale... y ahora, que?
Creo que no te sirve de nada calcular directamente el determinante de los coeficientes.

Para que sea sistema compatible determinado, el rango de la matriz del sistema (de todo él, incluyendo términos independientes) debe ser 3. De modo que lo que deberías hacer es combinaciones lineales de las filas para conseguir dos ceros en una columna (por ejemplo la de los términos independientes), y después, como ya has hecho, resolver el determinante para que sea distito de cero.
pero como saco el rango de la matriz teniendo L por ahi en medio? si intento anularlo con otra fila, tengo que multiplicar dicha fila por L necesariamente, generandome aun mas L por toda la matriz :S

creo que lo he sacado.

C = |3 -L 2|
----|1 4 -1|
--- |-1 2 0|

F2 = 3F2 - F1
F3 = 3F3 + F1

C = |3 -L 2|
----|0 12+L -5|
--- |0 6+L 2|

F3 = 2F3-F2

C = |3 -L 2|
----|0 12+L -5|
--- |0 2L 2|

F3 = F3/2 + F1

C = |3 -L 2|
----|0 12+L -5|
--- |0 0 3|

esto implica que el rango de C es 3, siendo el rango maximo e igual al numero de incognitas, por lo que el sistema es S.C.D.

ahora tengo que el sistema es S.C.D. y que para L = 18 no lo es. pero ahora como saco el valor de L?
Yo creo que si mira que el rango de la matriz sin termino independiente es diferente a la completa entonces no tendría solución el sistema.

Una vez que compruebes esto, si es rango 3 es determinista y si es rango 2 es indeterminado.
Darxen escribió:pero como saco el rango de la matriz teniendo L por ahi en medio? si intento anularlo con otra fila, tengo que multiplicar dicha fila por L necesariamente, generandome aun mas L por toda la matriz :S


Tienes que hallar los valores de L para los que la matriz C y la matriz C´de los coeficientes den ambas rg 3 y entonces el sistema será C.D.

Los determinantes de ambas matrices los igualas a 0, despejas L y compruebas si con L coinciden los rangos o no.

Puede que salgan varios valores de L, sólo tienes que comprobar.
No se si me he explicado bien pero para resumir con lo que has hecho del determinante ya está resulto, para L diferente de 18 es compatible determinado, es decir, tendrá solución única.


Alonso707 escribió:
Darxen escribió:pero como saco el rango de la matriz teniendo L por ahi en medio? si intento anularlo con otra fila, tengo que multiplicar dicha fila por L necesariamente, generandome aun mas L por toda la matriz :S


Tienes que hallar los valores de L para los que la matriz C y la matriz C´de los coeficientes den ambas rg 3 y entonces el sistema será C.D.

Los determinantes de ambas matrices los igualas a 0, despejas L y compruebas si con L coinciden los rangos o no.

Puede que salgan varios valores de L, sólo tienes que comprobar.


Si el determinante te da 3 tiene rango máximo y por mucho que añadas columnas te seguirá dando rango 3. El problema ya lo ha hecho bien desde un principio.
No me hagas caso, estoy empanao.

Ya lo habías hecho bien. Para L=18 el determinante es cero, de modo que cualquier valor distinto a 18, el determinante será distinto de cero y en consecuencia SCD
Calculas la ecuación característica y buscas para qué valores de L se anula. Para aquellos en los que no se anule es compatible y si el rango de A es igual al de A ampliada es compatible determinado.

La ecuación característica te va a salir haciendo el determinante de la matriz. Saldrá en función de L, lógicamente. Eso lo igualas a cero.

De hecho, aquí:

C = |3 -L 2|
----|0 12+L -5|
--- |0 0 3|

no sé si está correcto el como has llegado aquí ya que no he repasado tus operaciones. Solo tienes que desarrollar por adjuntos en la tercera fila para sacar la ecuación característica:

3*|3 -L|
|0 12+L| = 3*(3*(12+L)-(-L)*0)=3*(36+3L)=0 ----> 36+3L=0; L=-12.

Para L=-12 la matriz tiene rango 2. Para el resto de valores de L la matriz tiene rango 3.
defolken escribió:No se si me he explicado bien pero para resumir con lo que has hecho del determinante ya está resulto, para L diferente de 18 es compatible determinado, es decir, tendrá solución única.


Alonso707 escribió:
Darxen escribió:pero como saco el rango de la matriz teniendo L por ahi en medio? si intento anularlo con otra fila, tengo que multiplicar dicha fila por L necesariamente, generandome aun mas L por toda la matriz :S


Tienes que hallar los valores de L para los que la matriz C y la matriz C´de los coeficientes den ambas rg 3 y entonces el sistema será C.D.

Los determinantes de ambas matrices los igualas a 0, despejas L y compruebas si con L coinciden los rangos o no.

Puede que salgan varios valores de L, sólo tienes que comprobar.


Si el determinante te da 3 tiene rango máximo y por mucho que añadas columnas te seguirá dando rango 3. El problema ya lo ha hecho bien desde un principio.


Cierto, se me había pasado. Si rg M=3 y el rango máximo de M´(matriz de coeficientes) sólo puede ser 3, no hace falta más que el determinante de M y analizar para qué valores su rango es 3, en este caso 18. Porque con que rgM=3, el de M´ ya es 3.
mmm entonces creo que lo que no entiendo es el tipo de ejercicio.

hago lo que me decis, y efectivamente obtengo que si L es -12, ya no cumple el rango 3.

si hago gauss en una matriz A, que es C pero con una columna mas añadiendo los resultados, me queda

A = |3 -L 2 3|
----|0 12+L -5 0|
--- |0 0 3 18|

si traslado esto a su forma de ecuacion:

3x -Ly +2z = 3
   12+Ly -5z = 0
            3z = 18

de aqui sacamos que:

z = 18/3 = 6
y = 18/L
x = (3-12+18)/3 = 3

quicir, esto significa que

9 - L(18/L) + 12 = 3
12+L(18/L) -30 = 0
18=18

pero entonces... L es 18! no me cuadra con lo de antes, que si para L = 18 el sistema no era S.C.D.
Darxen escribió:mmm entonces creo que lo que no entiendo es el tipo de ejercicio.

hago lo que me decis, y efectivamente obtengo que si L es -12, ya no cumple el rango 3.

si hago gauss en una matriz A, que es C pero con una columna mas añadiendo los resultados, me queda

A = |3 -L 2 3|
----|0 12+L -5 0|
--- |0 0 3 18|

si traslado esto a su forma de ecuacion:

3x -Ly +2z = 3
   12+Ly -5z = 0
            3z = 18

de aqui sacamos que:

z = 18/3 = 6
y = 18/L
x = (3-12+18)/3 = 3

quicir, esto significa que

9 - L(18/L) + 12 = 3
12+L(18/L) -30 = 0
18=18

pero entonces... L es 18! no me cuadra con lo de antes, que si para L = 18 el sistema no era S.C.D.



Te estás liando, lo habías hecho bien desde el principio.
No entiendo a dónde quieres llegar.

Simplemente es hacer el determinante de C, con L, igualar a 0 y hallar el valor de L para el que el determinante da ese 0 y en consecuencia los rangos no coinciden ni son 3.
entonces, eso significa que cualquier valor de L distinto de 18, es valido?
Darxen escribió:entonces, eso significa que cualquier valor de L distinto de 18, es valido?


Claro.
Darxen escribió:entonces, eso significa que cualquier valor de L distinto de 18, es valido?


Vas un poco verde, intenta leerte bien la teoria que hayas dado, o en caso de emergencia:
http://en.wikipedia.org/wiki/System_of_linear_equations



(jaja, parezco tu padre)
vale, creo que lo he pillado entonces.

la cosa es, sacar el valor de L para el cual |C| = 0. eso me asegura que, cualquier otro valor, hara que mi sistema sea SCD. si sustituyo el valor de L para |C|=0 en la matriz C y en la matriz A, puedo averiguar si el sistema es SCI o SI.

es esto correcto?
Darxen escribió:vale, creo que lo he pillado entonces.

la cosa es, sacar el valor de L para el cual |C| = 0. eso me asegura que, cualquier otro valor, hara que mi sistema sea SCD. si sustituyo el valor de L para |C|=0 en la matriz C y en la matriz A, puedo averiguar si el sistema es SCI o SI.

es esto correcto?


Si he entendido bien, a partir del punto no te hace falta nada más, pués el valor de L para el cual |C| = 0 es lo único que necesitas para saber que el resto de valores distintos de L formarán un SCD.

Para saber si es compatible indeterminado o hallar un L que de un SCI, en un sistema de 3 incógnitas con 3 ecuaciones debe ocurrir lo siguiente. L debe cumplir que a la vez que rg C = rg A = 2, es decir que buscas un L que cumpla |C| = 0 y |A| = 0 y estudiando el rango, que ambos sean 2.

Para saber si es incompatible es suficiente con que rg C =/= rg A, es decir, que se de un caso del tipo |C| = 0 y |A| =/= 0
Alonso707 escribió:
Darxen escribió:vale, creo que lo he pillado entonces.

la cosa es, sacar el valor de L para el cual |C| = 0. eso me asegura que, cualquier otro valor, hara que mi sistema sea SCD. si sustituyo el valor de L para |C|=0 en la matriz C y en la matriz A, puedo averiguar si el sistema es SCI o SI.

es esto correcto?


Si he entendido bien, a partir del punto no te hace falta nada más, pués el valor de L para el cual |C| = 0 es lo único que necesitas para saber que el resto de valores distintos de L formarán un SCD.

Para saber si es compatible indeterminado o hallar un L que de un SCI, en un sistema de 3 incógnitas con 3 ecuaciones debe ocurrir lo siguiente. L debe cumplir que a la vez que rg C = rg A = 2, es decir que buscas un L que cumpla |C| = 0 y |A| = 0 y estudiando el rango, que ambos sean 2.

Para saber si es incompatible es suficiente con que rg C =/= rg A, es decir, que se de un caso del tipo |C| = 0 y |A| =/= 0


Eso es, lo único que apuntaría es que los rangos también pueden ser 1 (en un problema generico, en este no se puede dar el caso).
RESUMIENDO:
N = Número de incognitas.
Si rango (A) = rango (C) = N ---> SCD (esto es lo mismo que ver que A sea de NxN y tenga determinante diferente de 0 que es lo que has hecho en un problema).
Si rango (A) = rango(C) < N ---> SCI.
Si rango (A) =/= rango(C) ---->SI.

Mas mascadito imposible...
defolken escribió:
Alonso707 escribió:
Darxen escribió:vale, creo que lo he pillado entonces.

la cosa es, sacar el valor de L para el cual |C| = 0. eso me asegura que, cualquier otro valor, hara que mi sistema sea SCD. si sustituyo el valor de L para |C|=0 en la matriz C y en la matriz A, puedo averiguar si el sistema es SCI o SI.

es esto correcto?


Si he entendido bien, a partir del punto no te hace falta nada más, pués el valor de L para el cual |C| = 0 es lo único que necesitas para saber que el resto de valores distintos de L formarán un SCD.

Para saber si es compatible indeterminado o hallar un L que de un SCI, en un sistema de 3 incógnitas con 3 ecuaciones debe ocurrir lo siguiente. L debe cumplir que a la vez que rg C = rg A = 2, es decir que buscas un L que cumpla |C| = 0 y |A| = 0 y estudiando el rango, que ambos sean 2.

Para saber si es incompatible es suficiente con que rg C =/= rg A, es decir, que se de un caso del tipo |C| = 0 y |A| =/= 0


Eso es, lo único que apuntaría es que los rangos también pueden ser 1 (en un problema generico, en este no se puede dar el caso).
RESUMIENDO:
N = Número de incognitas.
Si rango (A) = rango (C) = N ---> SCD (esto es lo mismo que ver que A sea de NxN y tenga determinante diferente de 0 que es lo que has hecho en un problema).
Si rango (A) = rango(C) < N ---> SCI.
Si rango (A) =/= rango(C) ---->SI.

Mas mascadito imposible...


Si el rango es 1, ¿se cuenta como sistema?

No lo recuerdo bien, pero, ¿no indica eso que es una sola recta?
Si el rango es 1, ¿se cuenta como sistema?

No lo recuerdo bien, pero, ¿no indica eso que es una sola recta?[/quote]

Depende del número de incógnitas, si son dos es una recta, si son tres un plano, si son más de tres se llama hiperplano. De cualquier manera cualquier punto de la recta sería una solución posible. Si se puede definir como sistema sería otro debate.
Alonso707 escribió:Si el rango es 1, ¿se cuenta como sistema?

No lo recuerdo bien, pero, ¿no indica eso que es una sola recta?


Para que el rango sea 1 las tres ecuaciones tienen que ser equivalentes.

En las matemáticas, un sistema de ecuaciones es un conjunto de dos o más ecuaciones con varias incógnitas que conforman un problema matemático que consiste en encontrar los valores de las incógnitas que satisfacen dichas ecuaciones.


Por tanto no sería un sistema ya que tendríamos unas sola ecuación.
Cada ecuación te dibuja un plano en un sistema tridimensional, la solución es el punto o linea donde se cruzan, si solo se cruzan en un punto es compatible determinado, si se cruzan en una linea (para esto tiene que haber solo dos ecuaciones o que dos de las tres sean equivalentes) es compatible indeterminado, y si los planos no se cruzan (son paralelos) es un sistema incompatible.

La mejor forma de entender las matemáticas es verlas.
bueno, creo que mas o menos lo he pillado. gracias a todos.
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