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Ejercicios de Gauss-Jordan – Matrices Aumentadas y Tabla de Integrales




Enviado por Gatsby Morgado



    Monografias.com

    [
    f ?f 2
    [ ] [ ]
    ?
    [
    ? ? ?f 1?f 2?f 2
    a22
    [
    ~ 1 -2
    f ?f 2
    [
    [
    Matrices Aumentadas

    Matrices Equivalentes por filas
    Producción de matrices equivalentes por filas
    Una matriz Aumentada se transforma en una matriz
    equivalente por filas si:
    1. Se intercambian dos filas ?f i?f j?

    2. Se multiplica una fila por una constante no nula
    ?kf i?f j?
    3. Se agrega un múltiplo constante de una fila a
    otra fila dada. ?f i?kf j?f j?
    Observación: La flecha ? significa “reemplaza a”
    Solución de sistemas lineales mediante matrices
    aumentadas.
    Ejemplo:

    Resolver usando matrices aumentadas.

    3×1?4×2=1
    x1–2×2=7
    (1)
    la
    matriz
    aumentada
    Solución:

    Se comienza por escribir
    correspondiente a (1)
    [
    3 4 1
    1 -2 7
    ]
    (2)
    El objetivo consiste en usar las operaciones por filas
    mencionadas para intentar transformar la matriz (2) en
    la forma:
    [
    1 0 m
    0 1 n
    ]
    (3)
    en la que m y n son números reales. La solución del
    sistema (1) será evidente entonces, ya que (3) será la
    matriz aumentada del siguiente sistema:

    x1 = m
    x2 = n
    (4)
    Se procede ahora a usar las operaciones por filas para
    transformar la matriz (2) en la forma (3)
    1. Para obtener el 1 de la esquina superior izquierda, se
    intercambian las filas 1 y 2
    [
    3
    1
    4
    -2
    1
    7
    ]
    f 1?f 2
    [
    1 -2 7
    3 4 1
    ]
    2. Para obtener un 0 en la esquina inferior izquierda, se
    multiplica f 1 por ?-3? y se suma a f 2 , esto
    modifica a f 2 , pero no a f 1 , algunos encuentran util
    escribir ?-3?f 1 fuera de la matriz para prevenir
    errores aritméticos, como se ilustra a continuación:
    ]
    ?-3?
    1
    ?f
    ?f 2?f 2
    [
    1 -2 7
    0 10 -20
    ]
    3. Para obtener un 1 en la segunda fila, segunda
    columna ?a22? , se multiplica f 2 por 1/10
    [
    1 -2 7
    0 10 -20
    ]
    1
    10 2
    [
    1 -2
    0 1
    7
    -2
    ]
    x1
    = 3
    x2 = -2
    (5)
    -3 6 -21
    1 -2 7
    3 4 1
    4. Para obtener un 0 en la primera fila, segunda
    columna ?a12? , se multiplica 2 por f 2 y se suma el
    resultado a f 1 , esto modifica a f 1 pero no a f 2
    0 2 -4
    1 -2 7 1 0 3
    0 1 -2 2f 2?f 1?f 1 0 1 -2
    Con eso se logra el objetivo. La última es la matriz
    aumentada del sistema:
    3. Se
    necesita un
    1 en
    1. Se
    necesita un 1
    en a11
    [
    3 4 1
    1 -2 7
    ]
    f 1?f 2
    2. Se
    necesita un
    0 en a21
    ~ 1 -2 7
    3 4 1
    ]
    -3
    -3 6 -21
    7
    0 10 -20
    ]
    1
    10 2
    ~ 1 -2
    0 1
    7
    -2
    ]
    4. Se
    necesita un
    0 en a12
    0 2 -4
    2f
    ?2?f 1?f 1
    1 0 3
    0 1 -2
    ]
    Respuesta ~
    Por lo tanto:
    x1= 3, x2 = -2
    Como el sistema (5) es equivalente al sistema (1), el
    problema queda resuelto, es decir x1=3 y x2=-2 .
    Descripción del proceso:
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    Resolución de sistemas de ecuaciones
    Resolver mediante la eliminación de Gauss – Jordan:

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    [
    95.?untan-1udu=
    un?1 tan-1u–?
    96.?ueaudu= 2 ?au –1?eau?C
    97.?uneaudu= uneau– ?un-1eaudu
    98.?e senbudu= 2
    99.?eaucosbudu= 2
    |
    |
    ? ?
    ?C
    114.?u?2au–u du=
    2u -au–3a
    ? ?
    ?2au–u2?a 2 cos-1 a– a u ?C
    ? ?
    ?2au –u2 du=-?2au– u2 -cos-1 a –u ?C
    1
    n?1
    un?1du
    ?1–u2
    ]
    , n?-1
    1
    a
    1 n
    a a
    au eau
    a ?b2
    eau
    a ?b2
    ?asenbu–bcosbu??C

    ?acosbu?bsenbu??C
    100.?lnudu=uln u–u?C
    101.?unlnudu=
    un?1
    ?n?1?2
    [?n?1?lnu–1]?C
    102.?
    1
    ulnu
    du=ln|ln u|?C
    103.? senhudu=coshu?C
    104.?coshudu=senhu?C
    105.?tanh udu=ln coshu?C
    106.?coth udu=ln|senhu|?C
    107.? sechudu=tan-1|senhu|?C
    108.?cschudu=ln tanh
    1
    2
    u ?C
    2
    110.?csch2udu=-cothu?C
    111.? sechu tanhudu=-sechu?C
    112.?cschu cothudu=-cschu?C
    113.??2au– u2 du=
    u-a
    2
    ??2au–u2?
    a2
    2
    cos-1
    a –u
    a
    2
    2
    2
    6
    3
    2
    u a
    116.?
    u2 u a
    du -1 a – u
    a
    du a– u
    a
    2
    2

    ?C
    2
    Bibliografía:
    Stewart, James. Cálculo, Conceptos y Contextos. 2006. Editorial
    Thomson. 978 pp. Impreso en México.

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    2.?undu=
    un+1
    3.?
    =ln|u|+C
    a
    5.?audu= +C
    16.?
    =sen-1 +C
    va2-u2
    17.? 2du 2=1 tan-1 u+C
    = sec-1 +C
    18.?
    uvu -a
    a a
    | |
    19.? 2
    ln
    +C
    du 1 u+a
    2a
    u-a
    a -u2
    | |
    20.?
    ln
    +C
    du 1 u-a
    2a
    u+a
    u2-a2
    =-?a 2?u ?C | |
    du 1 b a?bu 1 n-1
    du
    73.? sennu du= senn-1u cosu?
    ?senn-2udu
    28.? 50.? 2 =- ? 2 ln ?C
    u ?a?bu?
    a
    u ?a ?u
    a u
    74.?cosnu du=1 cosn-1u senu?n-1?cosn-2udu
    51.?
    29.?
    ? 2 ln|a?bu|?C
    = 2
    n
    n
    ?C 2= 2
    a ?a ?u²
    ?a?bu?
    b ?a?bu?
    b
    ?a ?u ?
    75.?tannu du=
    tann-1u–?tann-2u du
    |
    |
    du 1 1 a?bu
    u
    a
    -1u
    52.?
    30.??a -u du= ?a -u ?
    – 2 ln
    ?C n-1
    =
    sen
    ?C
    a?a?bu? u
    u?a?bu?
    a
    2
    2
    a
    ?
    ?
    u a4 -1u u2du 1 a2 76.?cotnu du= -1 cotn-1u –?cotn-2u du
    31.?u ?a -u du= ?2u -a ??a -u ?
    n-1
    53.?
    sen
    ?C
    = 3 a?bu-
    -2aln|a?bu| ?C
    b
    a?bu
    | |
    ?a2-u2 du=?a2-u2-aln a??a2-u2 ?C
    77.? secnu du= 1 tan u secn-2u? n-2? secn-2u du
    54.?u?a?bu du=
    ?3bu– 2a??a?bu?3/2?C
    32.?
    -1 cot u cscn-2u? n-2
    udu 2
    ? secn-2u du
    ?a -u du=-1?a2-u2-sen-1 u?C
    78.?csc u du=
    55.?
    2?bu–2a??a?bu?C
    33.?
    n-1
    n-1
    ?a?bu 3b
    sen?a-b?u
    sen?a?b?u
    79.? senau senbu du=
    u2du 2
    ?C
    ?
    ?8a2?3b2u2–4abu??a?bu?C
    56.?
    u du
    u
    a
    u
    =
    34.? =- ?a2-u2- sen-1 ?C 2?a-b? 2?a?b?
    ?
    a?bu
    15b
    ?a -u
    2 a a
    sen?a-b?u
    sen?a?b?u
    |
    |
    ?a?bu–?a ?C , si a?o
    |
    |
    du 1 80.?cosaubu du= – ?C
    35.?
    du 1 a??a2-u2 57.? = ln 2?a-b? 2?a?b?
    u?a?bu
    a
    a?bu??a
    ?
    ?
    cos?a-b?u
    cos?a?b?u
    u?a2-u2
    81.? senaucosbu du=-
    ?C
    a u
    ?
    2?a-b?
    2?a?b?
    2
    a?bu
    du 1
    tan
    ?C , si a?0
    =
    =- 2 ?a -u ?C
    2
    2
    36.? 2
    82.?usenu du=senu –ucosu?C
    u ?a2-u2
    a u
    u
    3a
    u
    ?a?bu du=2?a?bu?a
    83.?ucosu du=cosu?u senu?C
    ? u?a du ?bu
    37.??a2-u2?3/2du=- ?2u2-5a2??a2-u2? sen-1 ?C 58.?
    84.?u senudu=-u cosu?n?u
    8 8 a u n n n-1
    du
    =- 2 u 2
    ?a?bu du=-?a?bu?b
    38.?
    59.?
    ? u?a?bu 85.?uncosu du=unsenu–n?un-1·senudu
    ?C du
    a ?a -u
    ?a -u ?
    u2
    a2 |
    [un?a?bu?3/2–na?un-1?a?budu]
    |?C
    60.?u ?a?bu du=
    39.??u -a du= ?u -a –
    ln u??u -a
    undu 2un ?a?bu un-1du
    ? ?a?bu 86.?sen n-1u·cos m?1u du=?2 result.equivalentes?
    2na
    40.?u2?u2-a2du=u?2u2-a2??u2-a2-a ln|u??u2-a2|?C
    61.? = –
    sen
    cos
    u
    n-1
    ?u2-a2 du=?u2-a2-acos-1 a ?C
    =- ? ?senn-2u·cosmudu
    ?a?bu –
    41.?
    62.? n
    ? un-1 a?bu
    u
    |u|
    senn?1cosm-1u m-1
    a?n-1?un-1
    2a?n-1?
    ?sennu·cosm-2u du
    u ?a?bu ?
    ?u -a du=-?u -a ?ln|u??u2-a2|?C
    n?m
    n?m
    42.?
    63.? sen2u du= u- sen2u?C
    87.? sen-1udu=u sen-1??1–u2?C
    Tabla de Integrales
    1.?udv=uv-?vdu
    +C ,n?1
    n+1
    du
    u
    4.?eudu=eu+C
    u
    lna
    6.?senudu=-cosu+C
    7.?cosudu=senu+C
    8.?sec2udu=tanu+C
    9.?csc2udu=-cotu+C
    10.?secu·tanudu=secu+C
    11.?cscu·cotudu=-cscu+C
    12.?tan udu=ln|secu|+C
    13.?cotudu=ln|senu|+C
    14.?secudu=ln|secu+tanu|+C
    15.?cscudu=ln|cscu-cot u|+C
    du u
    a

    a +u u a
    du 1 u
    2 2

    =

    =
    2 2
    2
    2 2 2 2 2 2 2
    du u udu a 1

    4
    8 8 a ?a?bu?2

    u2 4 a

    =- ln ?C
    u 2
    2 2 u 2 2 2 2 n 2
    2 2 b?2n?3?

    8 8 ?a?bu b?2n?1? b?2n?1?
    =

    3

    =-
    1 1
    2 2 3/2 2

    2 2 2 2

    2 2
    2 2

    2 2 3/2 2

    u2 u 2 4
    2 2 2 au u n n
    1
    2

    2
    u u 15b2 n-1 n-1

    -1
    ?-a -a
    2 2 n

    ·cosudu
    4 n m

    du b?2n-3? du n?m n?m
    2 2 2 2 = ?
    2 2 2 2 2 2
    2 2
    u a
    -1 -1
    4 4
    3 2
    +C =
    u u
    2 2
    2 2 2 2 3

    3 1 u
    2 2
    a?bu b
    3
    2
    2 2
    va +u 2 2b 1 1 n?1
    du 1 u
    a u , n?-1
    2 2 ?1–u2
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