Question
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a) [10 p] Resuelva los siguientes sistemas de ecuaciones y clasifiquelos de acuerdo a sus soluciones. En caso que corresponda, dé la solución general y una solución particular. i) \( \left\{\begin{array}{l}x_{1}-2 x_{3}+x_{4}=0 \\ x_{2}+5 x_{3}-2 x_{4}=3\end{array}\right. \) ii) \( \left\{\begin{array}{l}x_{2}+x_{3}=2 \\ x_{1}-2 x_{3}+1=0 \\ x_{1}-x_{3}=0\end{array}\right. \)

Ask by Guerrero Ross. in Argentina
Jan 23,2025

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Answer

**i) Sistema de ecuaciones:** \[ \left\{ \begin{array}{l} x_{1} - 2x_{3} + x_{4} = 0 \\ x_{2} + 5x_{3} - 2x_{4} = 3 \end{array} \right. \] - **Clasificación:** Consistente e indeterminado (infinitas soluciones). - **Solución General:** \[ \begin{cases} x_{1} = 2s - t \\ x_{2} = 3 - 5s + 2t \\ x_{3} = s \\ x_{4} = t \end{cases} \quad \text{donde } s, t \in \mathbb{R} \] - **Solución Particular:** \((0, 3, 0, 0)\) **ii) Sistema de ecuaciones:** \[ \left\{ \begin{array}{l} x_{2} + x_{3} = 2 \\ x_{1} - 2x_{3} + 1 = 0 \\ x_{1} - x_{3} = 0 \end{array} \right. \] - **Clasificación:** Consistente y determinado (única solución). - **Solución Única:** \((1, 1, 1)\)

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Para resolver los sistemas de ecuaciones que has presentado, podemos hacerlo utilizando métodos como eliminación, sustitución o usando matrices. Veamos cada uno: i) El sistema es: \[ \left\{ \begin{array}{l} x_{1}-2 x_{3}+x_{4}=0 \\ x_{2}+5 x_{3}-2 x_{4}=3 \end{array} \right. \] Podemos expresar las variables en términos de \(x_3\) y \(x_4\): 1. De la primera ecuación, despejamos \(x_1\): \[ x_1 = 2x_3 - x_4 \] 2. De la segunda ecuación, despejamos \(x_2\): \[ x_2 = 3 - 5x_3 + 2x_4 \] Por lo tanto, el sistema tiene dos variables libres (\(x_3\) y \(x_4\)), lo que implica que tiene infinitas soluciones. La solución general es: \[ (x_1, x_2, x_3, x_4) = (2x_3 - x_4, 3 - 5x_3 + 2x_4, x_3, x_4) \] ii) El sistema es: \[ \left\{ \begin{array}{l} x_{2}+x_{3}=2 \\ x_{1}-2 x_{3}+1=0 \\ x_{1}-x_{3}=0 \end{array} \right. \] Desarrollemos el sistema: 1. De la tercera ecuación, despejamos \(x_1\): \[ x_1 = x_3 \] 2. Sustituyendo en la segunda ecuación: \[ x_3 - 2x_3 + 1 = 0 \implies -x_3 + 1 = 0 \implies x_3 = 1 \implies x_1 = 1 \] 3. Usando \(x_3\) en la primera ecuación: \[ x_2 + 1 = 2 \implies x_2 = 1 \] Entonces, tenemos la solución particular: \((x_1, x_2, x_3) = (1, 1, 1)\). En resumen, el primer sistema tiene infinitas soluciones, mientras que el segundo sistema tiene una única solución.

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