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2 matriz la de inv ersa la Calcula

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Academic year: 2018

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(1)

1

Matrices

Ejercicio nº 1.- Dadas las matrices:

b) Halla una matriz, X, tal que AXB. Ejercicio nº 2.-

Resuelve el siguiente sistema matricial:

Ejercicio nº 3.-

Calcula los valores de x para que la matriz:

verifique la ecuación A2 6A 9l 0, donde l y O son, respectivamente, las matrices identidad y nula de orden tres.

Ejercicio nº 4.-

Ejercicio nº 5.-

2 0 1 1 1

1 3 0 y 2 1

5 1 3 0 3

A B

   

   

   

   

   

 

   

 

 

 

6 2 14

1 1 3

3 1 9

4 1 que Comprueba

a) 1

A

   

 

   

 

     

  

 

   

 

  

2 5 10

7 6 6

2 1 7 2

; 4 4 15

0 9 5

4 5 0 2

3X Y X Y

0 0

0 0

0 0

   

 

   

  

x x x A

.         

  

       

0 0

1 0 siendo

, 2 que forma de , 0 matriz la en y de v alores los

Halla 2

B

B A A a

b a A b

a

. 0

igualdad la

cumpla se

que para

e tener deben que v alor el halla , 1 2

3 2 y 2 orden de identidad matriz

la es Si

2

    

     yI xA A

y x A

(2)

2

Ejercicio nº 6.-

Ejercicio nº 7.-

Ejercicio nº 8.-

Ejercicio nº 9.-

Ejercicio nº 10.-

Ejercicio nº 11.-

Ejercicio nº 12.-

Ejercicio nº 13.-

Ejercicio nº 14.-

y 0 la matriz nula. Ejercicio nº 15.-

.   

 

  

 

  

0 2 0

1 1 2

1 3 2 matriz la de inv ersa la

Calcula B

.   

 

  

 

  

0 1 0

0 2 1

2 1 3

matriz la de inv ersa la

Calcula A

.   

 

  

 

  

1 2 1

7 1 2

6 3 1 matriz la de inv ersa la

Calcula A

.   

 

  

  

2 5 3

3 4 2

1 2 1 matriz la de inv ersa la

Calcula A

.   

 

  

  

0 1 0

2 0 1

1 0 3 matriz la de inv ersa la

Calcula B

.    

  

          

1 3

2 1

y 1 1

0 1 siendo , 2

que tal matriz una

Calcula X AX B A A B

. ,

  

 

  

      

 

  

   

4 2 1 y 0 1 0

2 0 1

1 0 3 siendo

v erifica que

matriz la

Halla X BX A B A

.

, 

              

2 0

1 3 y 1 0

2 1 siendo

matricial ecuación

la

Resuelv e XA B A B

  

 

  

      

 

  

   

1 2 5 2 5 3

3 4 2

1 2 1 siendo 0

v erefica que

matriz la

Halla X AX B , A , B

.

, 

  

             

1 3

2 1

y 0 1

0 1 siendo 2

matricial ecuación

la

(3)

3

Ejercicio nº 16.-

Averigua cuál es el rango de:

Ejercicio nº 17.-

Obtén el rango de la siguiente matriz:

Ejercicio nº 18.-

Estudia el rango de la matriz:

Ejercicio nº 19.-

Halla el rango de la siguiente matriz:

Ejercicio nº20.-

Calcula el rango de la matriz:

Ejercicio nº 21.-

Estudia el rango de la siguiente matriz según los valores de a:

 

 

  

 

  

 

1 3 2 1

1 1 1 1

1 1 0 3

A

  

 

  

 

 

 

1 7 9 4

1 2 0 1

1 1 3 2

M

   

 

   

 

  

1 7 1

2 7 2

1 0 1

0 7 4 A

   

 

   

 

   

2 1 3

6 8 1

0 1 1

2 4 1 M

  

 

  

 

 

  

6 9 8 1

2 1 2 1

0 3 1 2

A

   

 

 

1 2

(4)

4

Ejercicio nº 22.-

Ejercicio nº 23.-

Estudia el rango de la siguiente matriz según los valores de a:

Ejercicio nº24.-

Ejercicio nº 25.-

Ejercicio nº 26.-

Estudia la dependencia o independencia lineal del conjunto de vectores

Ejercicio nº 27.-

a) Halla el rango de la matriz:

b) Estudia la dependencia o independencia lineal del conjunto de vectores:

Ejercicio nº 28.-

Estudia la dependencia lineal del conjunto de vectores:

. a a

a a

C segúnlosv aloresde

2 4

1 1

matriz la de rango el

Estudia 

  

 

  

 

  

 

  

a a B

2 3

1 2

3 0 1

. de v alores los

según 1 1

0 2 3

1 1 matriz la de rango el

Estudia a

a a A

  

 

  

  

.   

 

  

 

  

1 0

1 1

2

matriz la de rango el Estudia

a a a D

u12,1, 0, 1; u2  1, 0, 2, 1; u35,4, 6, 7

 

. u , u , u son filas cuyas matriz la de rango el es cuál di

y 1 2 3

  

     

 

     

 

1 2 4

4 1 3

3 1 1

1 0 2

A

2, 1, 3, 4

; u

0, 1, 1, 2

y u

1, 3,4, 1

u1  23  

 

1, 1, 1, 1

; u

2, 3, 2, 1

; u

1, 3, 1, 1

u1  2   3   

 

(5)

5

Ejercicio nº 29.-

Dados los vectores:

Estudia la dependencia o independencia lineal y di cuál es el rango de la matriz cuyas

Ejercicio nº 30.-

Calcula el rango de la siguiente matriz y di cuál es el número de columnas linealmente independientes:

Ejercicio nº 31.-

En una papelería van a vender carpetas, cuadernos y bolígrafos, agrupándolos en tres tipos de lotes: - Lote A: 1 carpeta, 1 cuaderno y 1 bolígrafo.

- Lote B: 1 carpeta, 3 cuadernos y 3 bolígrafos. - Lote C: 2 carpetas, 3 cuadernos y 4 bolígrafos.

Cada carpeta cuesta 6 euros, cada cuaderno 1,5 euros y cada bolígrafo 0,24 euros.

a) Escribe una matriz que describa el contenido (número de carpetas, cuadernos y bolígrafos) de cada lote. b) Obtén matricialmente el precio total de cada uno de los lotes A, B y C.

Ejercicio nº 32.-

En una acería se fabrican tres tipos de productos que llamaremos A, B, y C, que se obtienen a partir de chatarra, carbón mineral y ciertas aleaciones metálicas, según la tabla adjunta, que representa las unidades de cada material necesaria para fabricar una unidad de producto:

Obtener una matriz que indique las cantidades de chatarra, carbón y aleaciones necesarias para la producción de 6 unidades de A, 4 de B y 3 de C.

.

Ejercicio nº 33.-

Los consumos anuales de agua mineral, pan y leche de tres familias vienen expresados en la matriz A. La evolución de los precios de los años 1997 a 2000 viene reflejada en la matriz B.

a) Hallar, si es posible, A · B y B · A e indicar que información proporciona el producto matricial.

3, 1, 2, 0

; u

1, 2, 1, 1

; u

2, 1, 0, 1

u1  2   3  

 

. u , u , u son

filas 1 2 3

  

   

 

   

 

 

 

6 5 6 1

2 1 1 1

2 1 2 3 A

PRODUCTO

MATERIAL A B C

CHATARRA 8 6 6

CARBÓN 6 6 4

(6)

6

b) ¿Qué información nos da el elemento c34 de la matriz producto?

Ejercicio nº 34.-

En una compañía se utilizan tres tipos de materiales (madera, plástico y aluminio) para fabricar tres tipos de muebles: sillas, mecedoras y sofás, según la tabla:

Obtén, matricialmente, las unidades de madera, de plástico y de aluminio que se han utilizado para fabricar 100 sillas, 100 mecedoras y 200 sofás.

Ejercicio nº 35.-

Una empresa produce tres bienes A, B, y C. Tiene tres factorías y, cada una de ellas, produce los tres bienes en las cantidades por hora siguientes:

En la Factoría 1 se trabajan 8 horas diarias, la Factoría 2 funciona las 24 horas del día y en la Factoría 3 se trabajan 10 horas diarias.

a) Calcula matricialmente el número de unidades diarias de los bienes A, B y C que fabrica la empresa. b) Si se trabaja durante 22 días cada mes, obtén matricialmente la proporción mensual de la empresa en cada

uno de los bienes A, B y C.

   

 

   

  

   

 

   

  

80 75 72 70

35 30 30 28

95 90 90 85

600 500 200

620 810 500

650 800 450

LECHE AGUA

PAN

2000 1999 1998 1997 LECHE

AGUA PAN

3 2 1

B F

F F A

SILLA MECEDORA SOFÁ

MADERA 1 unidad 1 unidad 1 unidades PLÁSTICO 1 unidad 1 unidad 2 unidades ALUMINIO 2 unidades 3 unidades 5 unidades

FACTORÍA 1 FACTORÍA 2 FACTORÍA 3

(7)

7

Soluciones Matrices

Ejercicio nº 1.- Dadas las matrices:

b) Halla una matriz, X, tal que AXB.

Solución:

a) Se trata de probar que A A1l, donde l es la matriz identidad de orden 3. Efectuamos el producto.

b) Despejamos X en la igualdad AXB, multiplicando por la izquierda por A1: Por el apartado a), conocemos A1; luego:

2 0 1 1 1

1 3 0 y 2 1

5 1 3 0 3

A B

   

   

   

   

   

 

   

 

 

 

6 2 14

1 1 3

3 1 9

4 1 que Comprueba

a) 1

A

    

 

   

      

 

   

 

 

   

 

   

      

 

   

 

 

 

   

 

   

 

4 0 0

0 4 0

0 0 4

4 1

6 2 14

1 1 3

3 1 9

3 1 5

0 3 1

1 0 2

4 1

6 2 14

1 1 3

3 1 9

4 1

3 1 5

0 3 1

1 0 2

demostrar. queriamos

como , 1 0 0

0 1 0

0 0 1

   

 

   

  

B A X B

A IX B

A AX

A1  1   1   1

        

 

        

 

      

 

   

 

      

 

   

      

 

   

 

 

 

2 1 2

9 4 1 4

1 4 1 4 11

2 18

1 1

1 11

4 1

3 0

1 2

1 1

6 2 14

1 1 3

3 1 9

(8)

8

Ejercicio nº 2.-

Resuelve el siguiente sistema matricial:

Solución: Llamamos:

Así, el sistema queda:

Por tanto:

   

 

   

 

     

  

 

   

 

  

2 5 10

7 6 6

2 1 7 2

; 4 4 15

0 9 5

4 5 0 2

3X Y X Y

   

 

   

 

    

  

 

   

 

  

2 5 10

7 6 6

2 1 7 y

4 4 15

0 9 5

4 5 0

B A

2 2

2 3

X B X B X X

A X X

       

 

B X

A X B X A X A B X

A B

X 2

7 1 2

7 4

2 3 2

2

3             

A B

B A B B A

B A

B X B

Y 3 2

7 1 7 2 7 3 7 4 7 2 2

7 2

2          

 

   

 

   

 

      

 

   

 

   

 

   

 

       

 

   

 

 

  

0 14 35

14 21 7

0 7 14

7 1

2 5 0

7 6 6

2 1 7

2

4 4 15

0 9 5

4 5 0

7 1 2 7 1

B A X

   

 

   

 

  

0 2 5

2 3 1

0 1 2

   

 

   

 

  

    

 

   

 

   

 

   

 

 

    

 

   

 

     

14 7 0

21 0 28

14 7 21

7 1

4 4 15

0 9 5

4 5 0

2

2 5 10

7 6 6

2 1 7

3 7 1 2 3 7 1

A B Y

   

 

   

 

  

2 1 0

3 0 4

(9)

9

Ejercicio nº 3.-

Calcula los valores de x para que la matriz:

verifique la ecuación A2 6A 9l 0, donde l y O son, respectivamente, las matrices identidad y nula de orden tres.

Solución:

Calculamos A2 6A 9l e igualamos a 0:

Ha de ser:

Por tanto, el único valor de x que hace que se verifique la igualdad propuesta es x 3.

Ejercicio nº 4.-

Solución:

Calculamos A2 2A e igualamos el resultado a B:

0 0

0 0

0 0

   

 

   

 

x x x A

   

 

   

      

 

   

 

   

 

   

 

2 2 2

2

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0 =

x x x

x x x

x x x A

    

 

   

      

 

   

      

 

   

    

1 0 0

0 1 0

0 0 1 9 0

0 0 0

0 0 6 0

0

0 0

0 0 9

6

2 2 2

2

x x x

x x x I A A

   

 

   

      

 

   

 

  

 

 

0 0 0

0 0 0

0 0 0

9 6 0

0

0 9

6 0

0 0

9 6

2 2

2

x x x x x x

3 3

2 6 2

36 36 6 0

9 6

2  

x x

x x

.         

  

       

0 0

1 0 siendo

, 2 que forma de , 0 matriz la en y de v alores los

Halla 2

B

B A A a

b a A b

(10)

10

Por tanto, ha de ser:

Ejercicio nº 5.-

Solución:

Calculamos A2xAyl e igualamos a 0:

Así, tenemos que ha de ser:

Por tanto: x 3, y8

    

                    

2 2 2

0 2

0

0 a

ab a

a b a

a b a A

             

  

  

              

    

0 0

1 0

2 0

2 2 2

0 2 0

2 2

2 2

2 2 2

a a

b ab a a

a b a

a ab a A A

     

          

 

2 ó

0 0

2 1

2 2

0 2

2

a a a

a b ab

a a

    

 

 

        

0 0

2 1 0 2

1 1

2 , 0 Si

a b b A

             

2 0

2 1 2 2

1 1

2 , 2 Si

a b b A

. 0

igualdad la

cumpla se

que para

e tener deben que v alor el halla , 1 2

3 2 y 2 orden de identidad matriz

la es Si

2

    

     yI xA A

y x A

I

    

  

        

        

    

5 6

9 2 1 2

3 2 1 2

3 2

2

A

             

  

   

 

                

         

  

     

0 0

0 0 5

2 6

3 9 2

2 1 0

0 1 1 2

3 2 5

6 9 2

2

y x x

x y

x y

x yI

xA A

8 3 5 5

3 3

8 6 2 2 2

0 5

0 2 6

0 3 9

0 2

2

        

 

 

        

  

  

 

   

  

 

   

x y

x x

x y

y x

(11)

11

Ejercicio nº 6.-

Solución:

Ejercicio nº 7.-

Solución:

.   

 

  

 

  

0 2 0

1 1 2

1 3 2 matriz la de inv ersa la

Calcula B

   

 

  

 

   

  

 

  

 

 

1 0 0 0 2 0

0 1 1 2 4 0

0 0 1 1 3 2

1 0 0 0 2 0

0 1 0 1 1 2

0 0 1 1 3 2

a a a

a

3 1 2

1

   

 

  

 

    

 0 0 2 1 1 2

0 1 1 2 4 0

0 0 1 1 3 2

a a

a a

2 3 2

2 1

   

 

  

 

 

 

  

2 1 1 2 0 0

2 0 0 0 4 0

0 3 1 2 0 8

a a a

a a

3 3 2

2 3 1 4

   

 

  

 

 

2 1 1 2 0 0

2 0 0 0 4 0

2 2 2 0 0 8

a a

a a

3 2

3 1

     

 

     

 

 

  

1 2 1 2 1 1 0 0

2 1 0 0 0 1 0

4 1 4 1 4 1 0 0 1

a a a

3 2 1

2 4 1

1 8 1

. 4 2 2

2 0 0

1 1 1

4 1 Así, 1

  

 

  

 

 

B

.   

 

  

 

  

0 1 0

0 2 1

2 1 3

matriz la de inv ersa la

Calcula A

   

 

  

 

  

  

 

  

 

 

 

1 0 0 0 1 0

0 3 1 2 5 0

0 0 1 2 1 3

1 0 0 0 1 0

0 1 0 0 2 1

0 0 1 2 1 3

a a a

a

3 1 2 3

(12)

12

Ejercicio nº 8.-

Solución:

   

 

  

 

  

 0 0 2 1 3 5

0 3 1 2 5 0

0 0 1 2 1 3

a a

a a

2 3 5

2 1

   

 

  

 

 

  

 

5 3 1 2 0 0

5 0 0 0 5 0

5 3 0 0 1 3

a a a

a a

3 3 2

3 1

   

 

  

 

 

  

 

5 3 1 2 0 0

5 0 0 0 5 0

30 15 0

0 0 15

a a

a a

3 2

2 1 5

     

 

     

 

  

 

2 5 2 3 2 1 1 0 0

1 0 0 0 1 0

2 1 0 0 0 1

a a

a

3 2 1

2 5 1

1 15

1

.

2 5 2 3 2

1 0 1 0

2 1 0

Luego, 1

   

 

   

 

 

A

.   

 

  

 

  

1 2 1

7 1 2

6 3 1 matriz la de inv ersa la

Calcula A

   

 

  

 

  

   

  

 

  

 

 

 

1 0 1 7 5 0

0 1 2 5 5 0

0 0 1 6 3 1

1 0 0 1 2 1

0 1 0 7 1 2

0 0 1 6 3 1

a a

a a

a

1 3

1 2 2

1

   

 

  

 

 

   

 0 0 2 1 1 1

0 1 2 5 5 0

0 0 1 6 3 1

a a

a a

2 3

2 1

   

 

  

 

 

 

   

 

1 1 1 2 0 0

5 7 9 0 10 0

3 3 4 0 3 1

a a a

a a

3 3 5 2 2

3 3 1

   

 

  

 

 

 

 

  

1 1 1 2 0 0

5 7 9 0 10 0

15 9 13 0 0 10

a a

a a

3 2

(13)

13

Ejercicio nº 9.-

Solución:

Intercambiamos las filas 2ª y 3ª.

Ejercicio nº 10.-

Solución:

     

 

     

 

 

 

 

 

2 1 2

1 2 1 1 0 0

10 5 10

7 10

9 0 1 0

10 15 10

9 10 13 0 0 1

a a a

3 2 1

2 10

1 1 10

1

. 5 5 5

5 7 9

15 9 13

10 1

tanto,

Por 1

  

 

  

 

 

  

A

.   

 

  

  

2 5 3

3 4 2

1 2 1 matriz la de inv ersa la

Calcula A

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

 

 

1 0 3 1 1 0

0 1 2 1 0 0

0 0 1 1 2 1

1 0 0 2 5 3

0 1 0 3 4 2

0 0 1 1 2 1

a a

a a

1 3 3

1 2 2

 

 

 

  

 

 

  

 

  

 

  

   

a a

a a a

2 2 1

3 2 1

0 1 2 1 0 0

1 0 3 1 1 0

0 0 1 1 2 1

0 1 2 1 0 0

1 0 3 1 1 0

0 0 1 1 2 1

  

 

  

 

   

  

 

  

 

 

 

0 1 2 1 0 0

1 1 5 0 1 0

2 1 7 0 0 1

0 1 2 1 0 0

1 0 3 1 1 0

2 0 5 1 0 1

a a a

a

3 3 2

3 1a

. 0 1 2

1 1 5

2 1 7

tanto,

Por 1

  

 

  

 

    

A

.   

 

  

  

0 1 0

2 0 1

1 0 3 matriz la de inv ersa la

Calcula B

   

 

  

     

 

  

 

0 1 0 2 0 1

1 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 3

1 0 0 0 1 0

0 1 0 2 0 1

0 0 1 1 0 3

a a a

(14)

14

Ejercicio nº 11.-

Solución: Despejamos X:

Ejercicio nº 12.-

Solución:

Despejamos X multiplicando por la izquierda por B1: Hallamos B1:

   

 

  

 

 

 0 0 5 1 3 0

1 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 3

a a

a a

1 3 3

2 1

   

 

  

 

  

 

0 3 1 5 0 0

1 0 0 0 1 0

0 3 6 0 0 15

a a

a a

3 2

3 1 5

  

 

  

 

  

     

 

     

 

 

 

 

0 9 3

15 0 0

0 3 6

15 1

0 5 3 5 1 1 0 0

1 0 0 0 1 0

0 15

3 15

6 0 0 1

1

a a

a

3 5 1 2

1 15

1

B

.    

  

          

1 3

2 1

y 1 1

0 1 siendo , 2

que tal matriz una

Calcula X AX B A A B

A B

X A

A B

A AX A B

A

AX 2   1  1 2    12 

: Gauss de método el

por CalculamosA1

       

   

       

  

1 1

0 1 1

1 1 0

0 1 0 1 1

0 1 1

0 1 0

1 1

1 2

1

A

F F

F

     

        

  

      

               

1 4

2 3 1

3 2 1 2 2

0 2 1 1

0 1

X X

. ,

  

 

  

      

 

  

   

4 2 1 y 0 1 0

2 0 1

1 0 3 siendo

v erifica que

matriz la

Halla X BX A B A

A B X A

B BX

(15)

15

Así:

Ejercicio nº 13.-

Solución:

Así:

   

 

  

     

 

  

 

0 1 0 2 0 1

1 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 3

1 0 0 0 1 0

0 1 0 2 0 1

0 0 1 1 0 3

a a a

2 3 1

   

 

  

 

 

 0 0 5 1 3 0

1 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 3

a a

a a

1 3 3

2 1

   

 

  

 

  

 

0 3 1 5 0 0

1 0 0 0 1 0

0 3 6 0 0 15

a a

a a

3 2

3 1 5

  

 

  

 

  

     

 

     

 

 

 

 

0 9 3

15 0 0

0 3 6

15 1

0 5 3 5 1 1 0 0

1 0 0 0 1 0

0 15

3 15

6 0 0 1

1

a a

a

3 5 1 2

1 15

1

B

. 4

2 1

0 9 3

15 0 0

0 3 6

15 1 ,

0 9 3

15 0 0

0 3 6

15 1 Como 1

  

 

  

     

 

  

 

  

  

 

  

 

  

X B

  

 

  

      

 

  

 

 

5 / 7

4 5 / 4

21 60 12

15 1

X X

.

, 

              

2 0

1 3 y 1 0

2 1 siendo

matricial ecuación

la

Resuelv e XA B A B

: derecha la

por por ndo multiplica

Despejamos 1

A X

1 1

1  

BA X BA

XAA

: Hallamos 1

A

   

        

 

    

 

1 0

2 1 1

0 1 0

2 1 0 1 1

0 1 0

0 1 2

1 1

2 2 1 2

A

F F F

                       

2 0

7 3 1

0 2 1 2 0

1 3

(16)

16

Ejercicio nº 14.-

y 0 la matriz nula.

Solución: Despejamos X:

Calculamos la inversa de A:

Intercambiamos las filas 2ª y 3ª.

Ejercicio nº 15.-

Solución:

Despejamos X de la ecuación propuesta:

  

 

  

      

 

  

   

1 2 5 2 5 3

3 4 2

1 2 1 siendo 0

v erefica que

matriz la

Halla X AX B , A , B

 

B IX A B X A B

A AX A B

AX 1 1 1 1

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

 

 

1 0 3 1 1 0

0 1 2 1 0 0

0 0 1 1 2 1

1 0 0 2 5 3

0 1 0 3 4 2

0 0 1 1 2 1

a a

a a

1 3 3

1 2 2

 

 

 

  

 

 

  

 

  

 

  

   

a a

a a a

2 2 1

3 2 1

0 1 2 1 0 0

1 0 3 1 1 0

0 0 1 1 2 1

0 1 2 1 0 0

1 0 3 1 1 0

0 0 1 1 2 1

  

 

  

 

   

  

 

  

 

 

 

0 1 2 1 0 0

1 1 5 0 1 0

2 1 7 0 0 1

0 1 2 1 0 0

1 0 3 1 1 0

2 0 5 1 0 1

a a a

a

3 3 2

3 1a

. 0 1 2

1 1 5

2 1 7

tanto,

Por 1

  

 

  

 

    

A

  

 

  

       

 

  

     

 

  

     

 

  

 

    

12 26 35

12 26 35

1 2 5

0 1 2

1 1 5

2 1 7

X X

.

, 

  

             

1 3

2 1

y 0 1

0 1 siendo 2

matricial ecuación

la

(17)

17

Calculamos la inversa de A:

Operamos para obtener X:

Ejercicio nº 16.-

Averigua cuál es el rango de:

Solución:

Por tanto, ran (A)  2.

Ejercicio nº 17.-

Obtén el rango de la siguiente matriz:

Solución:

 

 

  

  

AX A B A A AX

B A B

AX

A 2 12 1

2

X B A I IX

B A A

A     

 1 1 1

2 2

           

  

   

  

 1 1

0 1 1

1 1 0

0 1 0 1 1

0 1 1

0 1 0

1 1

a a

a

1 2

1

A

   

           

         

3 4

2 1 1 3

2 1 1 1

0 1

1

B A

   

 

       

            

 

1 4

2 3 3

4 2 1 2 0

0 2

2 1

X B

A I X

  

 

  

 

  

 

1 3 2 1

1 1 1 1

1 1 0 3

A

  

 

  

 

  

 

   

 

  

 

 

 

   

 

  

 

  

  

2 4 3 0

2 4 3 0

1 1 1 1

1 3 2 1

1 1 0 3

1 1 1 1

1 3 2 1

1 1 1 1

1 1 0 3

a a

a a

a

a a a

1 3

1 3 2

1

3 1 2

  

 

  

 

 

 

 0 0 0 0

2 4 3 0

1 1 1 1

a a

a a

2 3

2 1

  

 

  

 

 

 

1 7 9 4

1 2 0 1

1 1 3 2

M

   

 

  

  

  

 

  

 

  

   

 

  

 

 

 

 

3 15 9 0

1 5 3 0

1 2 0 1

1 7 9 4

1 1 3 2

1 2 0 1

1 7 9 4

1 2 0 1

1 1 3 2

a a

a a

a

a a a

1 4 3

1 2 2

1

(18)

18

Por tanto, ran (M)  2.

Ejercicio nº 18.-

Estudia el rango de la matriz:

Solución:

Por tanto, ran (A)  3. Ejercicio nº 19.-

Halla el rango de la siguiente matriz:

Solución:

  

 

  

  

 0 0 0 0

1 5 3 0

1 2 0 1

a a

a a

2 3 3

2 1

   

 

   

 

  

1 7 1

2 7 2

1 0 1

0 7 4 A

    

 

   

 

   

   

 

   

 

  

   

 

   

 

 

  

 

0 7 0

4 7 0

4 7 0

1 0 1

1 7 1

2 7 2

0 7 4

1 0 1

1 7 1

2 7 2

1 0 1

0 7 4

a a

a a

a a

a

a a a a

1 4

1 2 3

1 4 2

1

4 3 1 2

   

 

   

 

  

0 7 0

0 0 0

4 7 0

1 0 1

a a a

a a

4 2 3

2 1

   

 

   

 

   

2 1 3

6 8 1

0 1 1

2 4 1 M

    

 

   

 

 

 

   

 

   

 

 

 

   

 

   

 

  

 

 

2 4 0

6 9 0

2 3 0

0 1 1

2 1 3

6 8 1

2 4 1

0 1 1

2 1 3

6 8 1

0 1 1

2 4 1

a a

a a

a a

a

a a a a

1 3 4

1 3

1 2

1

4 3 1 2

   

 

   

 

  

  

 

14 0 0

0 0 0

2 3 0

0 1 1

a a

a a

a a

2 4 4 3

2 3 3

(19)

19

Por tanto, ran (M)  3.

Ejercicio nº20.-

Calcula el rango de la matriz:

Solución:

Por tanto, ran (A)  2. Ejercicio nº 21.-

Estudia el rango de la siguiente matriz según los valores de a:

Solución:

Aplicamos el método de Gauss:

Ejercicio nº 22.-

Solución:

Aplicamos el método de Gauss:   

 

  

 

 

  

6 9 8 1

2 1 2 1

0 3 1 2

A

   

 

  

 

 

  

  

 

  

 

 

 

6 9 8 1

0 3 1 2

2 1 2 1

6 9 8 1

2 1 2 1

0 3 1 2

a a a

3 1 2

  

 

  

 

 

 

  

 

  

 

 

 

 

  

 

0 0 0 0

4 5 5 0

2 1 2 1

8 10 10 0

4 5 5 0

2 1 2 1

a a

a a

a a

a a

a

2 2 3

2 1

1 3

1 2 2

1

   

 

 

1 2

3 a a M

   

 

  

   

 

    0 6

3 1

2 3

2

a a

a

1 2 2

1

a a a a

a

a

  

 

 

 

2 3 0

6

Hacemos 2

a a a

a

. a a

a a

C segúnlosv aloresde

2 4

1 1

matriz la de rango el

Estudia 

  

 

   

 

   

 

   

 

 0 4 2

1 1

2 4

1 1

2 2

a a

a

1 2

1

a a a

a a

a

a a

(20)

20

Si a  2, ranC 2.

Ejercicio nº 23.-

Estudia el rango de la siguiente matriz según los valores de a:

Solución:

Aplicamos el método de Gauss:

Si a 7 y a 2, ranB 3

Ejercicio nº24.-

Solución:

Aplicamos el método de Gauss: 

 

    

2 2 0 4

Hacemos 2

a a a

1 0

0 0

1 2 1 , 2

Si   

  

 

ranC

a

2 4

0 0

3 2 1 , 2

Si   

  

 

   

ranC

a

  

 

  

 

  

a a B

2 3

1 2

3 0 1

  

 

  

 

  

 

  

 

  

 

 

 

  

 

  

 

 

   

  

14 9 0

0

7 0

3 0

1

9 2

0

7 0

3 0 1

2 3

1 2

3 0 1

2

a a

a a

a a

a a

a

2 2 3

2 1

1 3 3

1 2 2

1

a a a a

a a

a

a

  

     

2 7 0 14 9

Hacemos 2

a a a

a

2 0

0 0

7 7 0

3 0 1 , 7

Si  

  

 

  

 

ranB

a

2 0

0 0

7 2 0

3 0 1 , 2

Si  

  

 

  

 

ranB

a

. de v alores los

según 1 1

0 2 3

1 1 matriz la de rango el

Estudia a

a a A

  

 

  

(21)

21

Ejercicio nº 25.-

Solución:

Aplicamos el método de Gauss:

La tercera fila se anula si a 1 y la segunda, si a2. Estudiamos estos dos casos:

Por tanto, ranD 2 cualquiera que sea el valor de a.



 

  

 

  

 

   

 

  

 

 

  

  

 

  

 

  

 

1 2 3 0 0

3 1

0 1 1

1 1 0

3 1 0

1 1

1 1

0 2 3

1 1

2

a a

a a

a a

a a

a

2 1 3

2 1

1 3

1 3 2

1

a a

a a

a a

a a

a a

a

     

      

3 1 1 0 1 2 3

Hacemos 2

a a a

a

2 0

0 0

3 1 0

1 1 1 , 1

Si  

  

 

  

 

 

ranA

a

2 0

0 0

1 1 0

3 1 1 1

, 3 1

Si  

    

 

    

 

  

ranA

a

. 3

, 3 1 y 1

Si aa ranA

.   

 

  

 

  

1 0

1 1

2

matriz la de rango el Estudia

a a a D

     

   

  

     

   

  

1 0

2 0

2

1 0

1 1

2

a a a

a

3 1 2 2

1

a a a

a a a

2 0

0 3 0

1 2 , 1

Si  

  

 

  

 

ranD

a

2 3

0 0 0

2 2 , 2

Si  

  

 

  

 

  

ranD

(22)

22

Ejercicio nº 26.-

Estudia la dependencia o independencia lineal del conjunto de vectores

Solución:

Esto significa que los vectores son linealmente dependientes. Hay dos vectores linealmente independientes y el tercero depende de ellos.

Ejercicio nº 27.-

a) Halla el rango de la matriz:

b) Estudia la dependencia o independencia lineal del conjunto de vectores:

Solución:

u12,1, 0, 1; u2  1, 0, 2, 1; u35,4, 6, 7

 

. u , u , u son filas cuyas matriz la de rango el es cuál di

y 1 2 3

  

: u , u , u son filas cuyas matriz la de rango el

Estudiamos 1 2 3

  

    

 

   

 

   

   

 

   

 

       

 

   

 

 

 

 

12 16 4 0

3 4 1 0

1 2 0 1

7 6 4 5

1 0 1 2

1 2 0 1

7 6 4 5

1 2 0 1

1 0 1 2

a a

a a

a

a a a

1 5 3

1 2 2

1

3 1 2

2. es matriz la de rango el tanto, Por . 0 0 0 0

3 4 1 0

1 2 0 1

a a

a a

2 4 3

2 1

   

 

   

 

  

 

     

 

     

  

1 2 4

4 1 3

3 1 1

1 0 2

A

2, 1, 3, 4

; u

0, 1, 1, 2

y u

1, 3,4, 1

u1  23  

 

     

 

     

 

     

 

     

 

 

     

 

     

  

 

 

 

13 6 0

13 4 0

5 2 0

3 1 1

1 2 4

4 1 3

1 0 2

3 1 1

1 2 4

4 1 3

3 1 1

1 0 2 a)

a a

a a

a a

a

a a a

1 4 4

1 3 3

1 2 2

1

4 3 1 2

a

 

3. ran tanto, Por .

0 0 0

3 0 0

5 2 0

3 1 1

2 0 0

3 0 0

5 2 0

3 1 1

a a

a a

a a

a a

a a

3 2 4 3

3 2 1

2 3 4

2 2 3

2 1

a 

     

 

     

 

     

 

     

 

 

   

  

(23)

23

El número de vectores linealmente independientes es el rango de A. Por tanto, los vectores son linealmente independientes.

Ejercicio nº 28.-

Estudia la dependencia lineal del conjunto de vectores:

Solución:

Estudiemos el rango de la matriz cuyas filas son los tres vectores dados. El rango coincide con el número de vectores linealmente independientes.

Por tanto, el rango de la matriz es 2. Luego, hay dos vectores linealmente independientes; el tercero se puede escribir como combinación lineal de los otros dos.

Ejercicio nº 29.- Dados los vectores:

Estudia la dependencia o independencia lineal y di cuál es el rango de la matriz cuyas

Solución:

. u , u , u vectores los

con coinciden

matriz la de columnas las

que Observamos

b) 1 2 3

  

A

1, 1, 1, 1

; u

2, 3, 2, 1

; u

1, 3, 1, 1

u1  2   3   

 

   

 

   

 

  

   

 

   

 

   

   

 

   

 

   

  

 

0 0 0 0

1 0 1 0

1 1 1 1

2 0 2 0

1 0 1 0

1 1 1 1

1 1 3 1

1 2 3 2

1 1 1 1

a a

a a

a a

a a

a

2 2 3

2 1

1 3

1 2 2

1

es. dependient e

linealment son

u , u , u vectores tres

Los 1 2 3

  

3, 1, 2, 0

; u

1, 2, 1, 1

; u

2, 1, 0, 1

u1  2   3  

 

. u , u , u son

filas 1 2 3

  

: u , u , u vectores los

son filas cuyas matriz la de rango el

Calcula 1 2 3

  

    

 

   

 

 

 

 

   

 

   

 

 

 

   

 

   

 

  

 

 

3 2 3 0

3 5 7 0

1 1 2 1

1 0 1 2

0 2 1 3

1 1 2 1

1 0 1 2

1 1 2 1

0 2 1 3

a a

a a

a

a a a

1 2 3

1 3 2

1

3 1 2

3. es matriz la de rango el tanto, Por . 12 1 0 0

3 5 7 0

1 1 2 1

a a

a a

2 3 3 7

2 1

   

 

   

 

 

 

 

  

ntes. independie e

linealment son

u , u , u que significa

Esto 1 2 3

(24)

24

Ejercicio nº 30.-

Calcula el rango de la siguiente matriz y di cuál es el número de columnas linealmente independientes:

Solución:

Calculamos el rango de la matriz dada:

Esto significa que hay dos columnas linealmente independientes en A; las otras dos dependen linealmente de ellas.

Ejercicio nº 31.-

En una papelería van a vender carpetas, cuadernos y bolígrafos, agrupándolos en tres tipos de lotes: - Lote A: 1 carpeta, 1 cuaderno y 1 bolígrafo.

- Lote B: 1 carpeta, 3 cuadernos y 3 bolígrafos. - Lote C: 2 carpetas, 3 cuadernos y 4 bolígrafos.

Cada carpeta cuesta 6 euros, cada cuaderno 1,5 euros y cada bolígrafo 0,24 euros.

a) Escribe una matriz que describa el contenido (número de carpetas, cuadernos y bolígrafos) de cada lote. b) Obtén matricialmente el precio total de cada uno de los lotes A, B y C.

Solución:

a) La matriz será:

b) Los precios de cada carpeta, cada cuaderno y cada bolígrafo se resumen en la matriz: 

  

 

   

 

 

 

6 5 6 1

2 1 1 1

2 1 2 3 A

    

 

   

 

 

  

    

 

   

 

 

 

    

 

   

 

 

 

  

4 4 5 0

4 4 5 0

2 1 1 1

6 5 6 1

2 1 2 3

2 1 1 1

6 5 6 1

2 1 1 1

2 1 2 3

a a

a a

a

a a a

1 3

1 3 2

1

3 1 2

 

2. ran tanto, Por . 0 0 0 0

4 4 5 0

2 1 1 1

a a

a a

2 3

2 1

 

  

 

   

 

  

A

   

 

   

 

4 3

2

3 3

1

1 1

1

BOLíGRAFOS CUADERNOS

CARPETAS

C B A

   

 

   

 

24 , 0

5 , 1 6

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