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Memes Matemáticos – Noviembre 2020

La popularidad de un meme refleja la forma en que la sociedad comprende un hecho y las matemáticas no se escapan de esto, pues la comunidad matemática en las redes sociales ha aumentado su presencia en los últimos meses. Ha finalizado el mes de Noviembre del infame año 2020 y traemos para ti una compilación de los mejores memes matemáticos.

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VERDAD + DIOS = VIDA

La ecuación «VERDAD + DIOS = VIDA» devela una curiosa realidad cuando se aplican las reglas de despeje tal como lo expone u/Karun_Singh. En la imagen se puede leer:

VI A ALGUIEN CON UNA CAMISETA QUE DICE:

VERDAD + DIOS = VIDA

ESPERO QUE SE SE HAYAN DADO CUENTA QUE DE AHÍ SIGUE…

VERDAD = VIDA – DIOS
DIOS = VIDA – VERDAD

SERIAMENTE, SAQUEN LAS CUENTAS, GENTE.

No es un primo ni un número compuesto

Hemos visto que los números naturales primos son aquellos que son divisibles únicamente por ellos mismos y el número 1; más aún, aquellos números naturales que no son primos se llaman compuestos, pues se pueden descomponer en factores primos. El número 1 no es ni un número primo ni un número compuesto. Eso es lo que expone u/ethannnnnnnnnnnnnn, en la imagen se puede leer:

1 a los números primos:

Yo guío a otros a tesoros que no puedo poseer.

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¿Épsilon menor o igual que cero?

En el principio de este año 2020 se viralizó una broma en la que se invadiría el Área 51, muchos de los memes hacían alusión a las cosas misteriosas que se encontrarían dentro de ella. Ya estamos finalizando el año 2020 y aún se viralizan los memes sobre el Área 51.

Generalmente las demostraciones que se hacen en el Análisis Matemático requieren acotar conjuntos, para esto se considera un número tan pequeño como se requiera y se expresa como \varepsilon > 0. Es por eso que resulta extraño encontrar un \varepsilon \leq 0. Eso es lo que expone u/yonatanmx. en la imagen se puede leer:

Yo, huyendo del Área 51 con un épsilon menor o igual que cero.

Talla 2A

Al estudiar las ecuaciones cuadráticas, se define una fórmula que permite calcular las soluciones de estas y esta expresa en su denominador la expresión 2a. A esto hace referencia la usuaria de twitter @velosarahptorr pero además a la talla de brasier, en el tweet se puede leer:

La fórmula cuadrática sería como:

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¡TRIVIAL!

Los autores de libros avanzados en matemáticas tienden a ahorrar tiempo de lectura a los que acuden a sus libros simplificando largas demostraciones con frases como «la demostración se deja al lector», sin embargo, la palabra más genera recuerdos a los matemáticos es «trivial». El usuario u/Tornado547, titula la siguiente imagen con lo que en realidad pensamos cuando usamos esta palabra

Cuando no tienes ganas de hacer álgebra

When you don’t feel like doing algebra

Dona = Taza

El chiste más repetido cuando se habla de Topología siempre será el de la dona y la taza, aunque esto no los hace menos divertidos. En esta ocasión, u/WorldOfPayne hace referencia a esta famosa escena de la serie The Office, donde se puede leer:

Primer Panel

La corporación necesita que tú identifiques las diferencias entre esta imagen (la de la izquierda, una taza) y esta imagen (la de la derecha, una dona).

Segundo Panel

Topólogo:

Son la misma imagen.

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6÷2(1+2)

En este año 2020 se viralizó la operación 6÷2(1+2), aunque ya el año pasado se había viralizado en la forma 8÷2(2+2) y aunque ya hemos explicado el problema con este tipo de expresiones. Los físicos proponen una salida rápida tal como la que expone u/succjaw, donde se puede leer:

Problema Viral Matemático

6÷2(1+2)=

Matemáticos:

¿ES LA RESPUESTA 1 O 9? ¡NO PUEDO RESPONDERLO!

Físicos

Sólo toma el promedio. Es 5.

Dividir en la calculadora

Las calculadoras son herramientas potentes, sin embargo, si no sabemos usarlas nos podemos topar con situaciones como estas. Es por esto que de forma irónica se elogia el resultado que es inútil para nuestro propósito.

851 \div 351 = \dfrac{851}{351}

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¿Así que te gustan las ecuaciones con dibujitos?

Hay gente siente adversidad hacia las matemáticas pero estas se pueden adaptar para que estas sean más agradables a la vista. ¿Puedes calcular la solución de esos dos problemas matemáticos? Normalmente estas imágenes vienen acompañadas con un texto que dice cosas como «sólo para genios», pero en el caso de la segunda imagen, pienso que el texto «98% de la gente no puede resolver esto 😂» es un porcentaje muy generoso para la población en general.

98% de la gente no puede resolver esto 😂


¿Crees que se nos escapó un meme? ¡Comparte tu mejor meme en los comentarios!

La Notación Científica

¡Cuenta rápido! ¿Cuántos ceros hay en el siguiente número entero?

3870 0000 0000 0000 0000 0000

¡Cuenta más rápido! ¿Cuántos ceros hay en el siguiente número decimal?

0,00 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0419

¿Cuánto demoraste en contar todos estos ceros? Yo ni los conté. Es claro que los números que hemos expuesto son demasiado largos como para determinar a simple vista que tan grandes o que tan pequeños son. Es por esto que debemos definir una nueva forma de reescribir este tipo de números de forma que sea más fácil identificarlos.

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Abreviar números usando múltiplos de 10

Una forma de abreviar este tipo de números consiste en notar que todo número se puede descomponer en unidades, decenas, centenas, unidades de mil, etc; usaremos este hecho para corresponder cada componente con un múltiplo de 10. Ilustremos esta idea considerando directamente los múltiplos de 10.

10 = \ 1 \cdot 10
100 = \ 1 \cdot 10^2
1000 = \ 1 \cdot 10^3
10000 = \ 1 \cdot 10^4
\vdots
1\underbrace{0 \ldots 0}_{n-ceros} = \ 1 \cdot 10^n

Intuitivamente, lo que está ocurriendo es que al considerar un número, al multiplicar por 10, estamos moviendo la coma que separa la parte decimal hacia la derecha. Por ejemplo, si consideramos el número 123000, notamos que hay tres ceros después de la cadena de dígitos 123, entonces podemos abreviar los ceros de este número reescribiéndolo como

123 \cdot 10^{3}

De igual forma, podemos notar que la parte decimal de todo número también se puede descomponer en unidades, decenas, centenas, unidades de mil, etc; usaremos este hecho para corresponder cada componente con un múltiplo inverso de 10. Ilustremos esta idea considerando directamente los múltiplos inversos de 10.

0,1 = \ 1 \cdot 10^{-1}
0,01 = \ 1 \cdot 10^{-2}
0,001 = \ 1 \cdot 10^{-3}
0,0001 = \ 1 \cdot 10^{-4}
\vdots
0,\underbrace{0 \ldots 0}_{n-ceros}1 = \ 1 \cdot 10^{-n}

Intuitivamente, lo que está ocurriendo es que al considerar un número, al multiplicar por 10^{-1}, estamos moviendo la coma que separa la parte decimal hacia la izquierda. Por ejemplo, si consideramos el número 0,0000074, notamos que hay cinco ceros entre la coma y 74, entonces podemos abreviar los ceros de este número reescribiéndolo como

0,74 \cdot 10^{-5}

La Notación Científica

Partiendo de estos principios, definimos la notación científica como una forma de reescribir cualquier número multiplicándolo por múltiplos o múltiplos inversos de 10 para dejar sólo un dígito para su parte entera.

Para ilustrar esta idea, consideremos en los siguientes ejemplos algunos números y veamos la técnica para reescribirlos en notación científica.

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Ejemplos

Ejemplo 1

Reescriba el número 4084 en notación científica indicando el procedimiento paso a paso. Considerando que la parte decimal de todo número entero es igual a cero, podemos escribir este número como 4084,0, entonces

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

408,4 \cdot 10

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

40,84 \cdot 10^{2}

Finalmente movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener el número 4084 expresado en notación científica de la siguiente forma:

4,084 \cdot 10^{3}

Notemos que al multiplicar 4,084 \cdot 10^{3} obtenemos el número original, 4084.

Ejemplo 2

Reescriba el número 83295 en notación científica indicando el procedimiento paso a paso. Considerando que la parte decimal de todo número entero es igual a cero, podemos escribir este número como 83295,0.

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

8329,5 \cdot 10

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

832,95 \cdot 10^{2}

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

83,295 \cdot 10^{3}

Finalmente movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener el número 83295 expresado en notación científica de la siguiente forma:

8,3295 \cdot 10^{4}

Notemos que al multiplicar 8.3295 \cdot 10^{4}, obtenemos el número original, latex 83295.

Ejemplo 3

Reescriba el número 1334621 en notación científica indicando el procedimiento paso a paso. Considerando que la parte decimal de todo número entero es igual a cero, podemos escribir este número como 1334621,0, entonces

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

133462,1 \cdot 10

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

13346,21 \cdot 10^{2}

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

1334,621 \cdot 10^{3}

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

133,4621 \cdot 10^{4}

Movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener,

13,34621 \cdot 10^{5}

Finalmente, movemos la coma en un espacio hacia la izquierda, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10 y así obtener el número 1334621 expresado en notación científica de la siguiente forma:

1,334621 \cdot 10^{6}

Notemos que al multiplicar 1,334621 \cdot 10^{6} obtenemos el número original, 1334621.

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Ejemplo 4

Reescriba el número 0,004167 en notación científica indicando el procedimiento paso a paso.

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,04167 \cdot 10^{-1}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,4167 \cdot 10^{-2}

Finalmente, movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

4,167 \cdot 10^{-3}

Notemos que al multiplicar 4,167 \cdot 10^{-3} obtenemos el número original, 0,004167.

Ejemplo 5

Reescriba el número 0,00058016 en notación científica indicando el procedimiento paso a paso.

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,0058016 \cdot 10^{-1}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,058016 \cdot 10^{-2}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,58016 \cdot 10^{-3}

Finalmente, movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

5,8016 \cdot 10^{-4}

Notemos que al multiplicar 5,8016 \cdot 10^{-4} obtenemos el número original, 0,00058016.

Ejemplo 6

Reescriba el número 0,00000082935 en notación científica indicando el procedimiento paso a paso.

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,0000082935 \cdot 10^{-1}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,000082935 \cdot 10^{-2}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,00082935 \cdot 10^{-3}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,0082935 \cdot 10^{-4}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,082935 \cdot 10^{-5}

Movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

0,82935 \cdot 10^{-6}

Finalmente, movemos la coma en un espacio hacia la derecha, pero para compensar esto, multiplicamos el número resultante por 10^{-1} y así obtener,

8,2935 \cdot 10^{-7}

Notemos que al multiplicar 8,2935 \cdot 10^{-7} obtenemos el número original, 0,00000082935.


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Los números que hemos considerado en los ejemplos no pudieran no necesitar se reescritos en notación científica, sin embargo, en la práctica son muy necesarios para poder agilizar la comprensión de la información. Hay ejemplos notables de la notación científica, por ejemplo,

De acuerdo con Wikipedia, una de las siete magnitudes físicas fundamentales del Sistema Internacional de Unidades es el mol y es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia. Particularmente, la Constante de Avogadro o a veces referida como el Número de Avogadro es el número de partículas constituyentes (usualmente átomos o moléculas) que se encuentran en la cantidad de sustancia de un mol, este es aproximadamente

6,022 \cdot 10^{-23}

Un gúgol es uno de los números grandes con nombre propio, su nombre en inglés es googol y de ahí se derivó el nombre de la empresa cibernética google. Este número se escribe como un 1 seguido de 100 ceros, de aquí la necesidad de escribirlo con notación científica de la siguiente forma,

1 \cdot 10^{100}

La Notación Científica en las Calculadoras

Debido a lo limitadas que son las pantallas de las calculadoras y también por comodidad, estas presentarán los números muy grandes o los muy pequeños usando notación científica, sin embargo, dependiendo del modelo de la calculadora puede usarse la notación e-N o E-N en vez de \times 10^{n}. Veamos algunos ejemplos para entender esto,

  • En una calculadora, el número 4.49496e-29 representa 4,49496 \cdot 10^{-29}.
  • En una calculadora, el número 8.112E-7 representa 8,112 \cdot 10^{-7}.
  • En una calculadora, el número 3.87e23 representa 3,87 \cdot 10^{23}.
  • En una calculadora, el número 9.6301E200 representa 9,6301 \cdot 10^{200}.

Sistemas de Ecuaciones Lineales – Gauss-Jordan

Una vez que hemos planteado un sistema de ecuaciones lineales con n ecuaciones y n incógnitas de forma matricial, es decir, de la siguiente forma:

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Podemos establecer un método que nos permite calcular la solución de un sistema de ecuaciones lineales usando las operaciones elementales por filas para reducir la matriz a una matriz escalonada reducida, pero a su vez, con las mismas operaciones transformar la matriz de términos independientes en la solución que estamos buscando.

Formalmente, si A es una matriz cuadrada no-singular, es decir, tal que su determinante es distinto de cero. Podemos usar el Método de Eliminación de Gauss-Jordan para calcular la solución del sistema de ecuaciones ampliando la matriz A adosando la matriz de términos independientes C a su lado derecho, de la siguiente forma:

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Veamos con algunos ejemplos como calcular la solución de sistemas de ecuaciones lineales usando este método.

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Ejemplos

Ejemplo 1

Considerando el sistemas de ecuaciones con 2 ecuaciones y 3 incógnitas. Calcule la solución del mismo usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

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Este sistema de ecuaciones lineales se puede expresar de forma matricial, de la siguiente manera:

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Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz $C$ en el lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la solución del sistema de ecuaciones está dada por: x = -\frac{3}{16}, y = \frac{43}{48}.

Ejemplo 2

Considerando el sistemas de ecuaciones con 2 ecuaciones y 3 incógnitas. Calcule la solución del mismo usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

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Este sistema de ecuaciones lineales se puede expresar de forma matricial, de la siguiente manera:

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Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz C en el lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la solución del sistema de ecuaciones está dada por: x = -\frac{1}{17}, y = -\frac{94}{85}.

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Ejemplo 3

Considerando el sistemas de ecuaciones con 3 ecuaciones y 4 incógnitas. Calcule la solución del mismo usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

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Este sistema de ecuaciones lineales se puede expresar de forma matricial, de la siguiente manera:

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Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz C en el lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la solución del sistema de ecuaciones está dada por: x = \frac{111}{85}, y = \frac{22}{17}, z = -\frac{16}{85}.

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Ejemplo 4

Considerando el sistemas de ecuaciones con 3 ecuaciones y 4 incógnitas. Calcule la solución del mismo usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

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Este sistema de ecuaciones lineales se puede expresar de forma matricial, de la siguiente manera:

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Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz C en el lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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El Método de Eliminación de Gauss-Jordan permite calcular la solución de un sistema de ecuaciones lineales usando las operaciones elementales por filas para reducir la matriz a una matriz escalonada reducida, pero a su vez, con las mismas operaciones transformar la matriz identidad en la inversa que estamos buscando.

Finalmente, la solución del sistema de ecuaciones está dada por: x = -\frac{50}{169}, y = \frac{32}{169}, z = -\frac{85}{169}.


Nota: Queda de parte del lector verificar que los valores calculados son en efecto, la solución de los sistemas de ecuaciones planteados. Para esto debe sustituir los valores en cada una de las ecuaciones y verificar que se cumple la igualdad.

Cálculo de Matriz Inversa – Gauss-Jordan

A continuación veremos un método que nos permite calcular la inversa de una matriz usando las operaciones elementales por filas para reducir la matriz a una matriz escalonada reducida, pero a su vez, con las mismas operaciones transformar la matriz identidad en la inversa que estamos buscando.

Formalmente, si A es una matriz cuadrada no-singular, es decir, tal que su determinante es distinto de cero. Podemos usar el Método de Eliminación de Gauss-Jordan (ó Método de Eliminación Gaussiana) para calcular su inversa ampliando la matriz A adosando la matriz identidad a su lado derecho, de la siguiente forma:

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Veamos algunos ejemplos para entender como se calcula la matriz inversa desarrollando este procedimiento.

Ejemplos

Ejemplo 1

Considerando la matriz de tamaño 2 \times 2. Calcule la matriz inversa usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz identidad de lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la matriz inversa de A está definida de la siguiente forma,

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Ejemplo 2

Considerando la matriz de tamaño 2 \times 2. Calcule la matriz inversa usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz identidad de lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la matriz inversa de A está definida de la siguiente forma,

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Ejemplo 3

Considerando la matriz de tamaño 3 \times 3. Calcule la matriz inversa usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz identidad de lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la matriz inversa de A está definida de la siguiente forma,

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Ejemplo 4

Considerando la matriz de tamaño 3 \times 3. Calcule la matriz inversa usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

Empezamos calculando el determinante de la matriz A para verificar que éste sea diferente de cero,

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Habiendo verificado que el determinante de la matriz A es distinto de cero, ampliamos la matriz adosando la matriz identidad de lado derecho y aplicamos el Método de Eliminación de Gauss-Jordan sobre la matriz A.

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Finalmente, la matriz inversa de A está definida de la siguiente forma,

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El Método de Eliminación de Gauss-Jordan

Al considerar una matriz, a través de las operaciones elementales por fila podemos establecer una equivalencia entre dicha matriz y otra matriz diferente. En esta sección, veremos que toda matriz es equivalente por filas a otra matriz más simple. Así que empecemos por responder la siguiente pregunta: ¿qué es una matriz más simple?

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Matriz escalonada reducida

Diremos que una matriz A de tamaño m \times n es escalonada reducida si esta cumple con las siguientes condiciones:

  • Todas las filas iguales a cero están en el fondo de la matriz. Formalmente, diremos que

    Si a_{ij}=0 para todo i, entonces, a_{kj}=0 para todo i, donde j \leq k \leq m.
  • Si una fila es distinta de cero, entonces su primer elemento distinto de cero es igual a 1. Formalmente, diremos que

    Si a_{ij} \neq 0 y a_{kj}=0 para todo k < i, entonces a_{ij} = 1
  • Si dos filas son distintas de cero, entonces el primer elemento de la que está por encima, está a la izquierda del primer elemento de la que está por debajo. Formalmente, diremos que

    Si las filas i y j son distintas de cero tales que i < j y; a_{ip} y a_{jq} son los primeros elementos distintos de cero de sus filas respectivas, entonces p < q.
  • Considerando el primer elemento distinto de cero de una fila, todos los demás elementos de la columna en que este se encuentra, son iguales a cero. Formalmente, diremos que

    Si a_{ij} \neq 0 y a_{kj}=0 para todo k < i, entonces a_{ih} = 0 para todo h \neq j.

    Al elemento a_{ij} = 1 se le conoce como el uno principal de la fila.

Veamos en los siguientes ejemplos como están expresadas las matrices escalonadas reducidas para entenderlas mejor.

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Ejemplos

Ejemplo 1

La matriz de tamaño 2 \times 2 considerada a continuación, es una matriz escalonada reducida.

Matriz escalonada reducida | totumat.com

Ejemplo 2

La matriz de tamaño 3 \times 3 considerada a continuación, es una matriz escalonada reducida.

Matriz identidad | totumat.com

Ejemplo 3

La matriz de tamaño 3 \times 4 considerada a continuación, es una matriz escalonada reducida.

Matriz escalonada reducida | totumat.com

Ejemplo 4

La matriz de tamaño 4 \times 5 considerada a continuación, es una matriz escalonada reducida.

Matriz escalonada reducida | totumat.com

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan

El Teorema de Eliminación de Gauss-Jordan establece que toda matriz es equivalente por filas a una matriz escalonada reducida, es decir, al considerar una matriz, podemos aplicar operaciones por filas sobre ella hasta conseguir una matriz escalonada reducida. A partir de este teorema se define El Método de Eliminación de Gauss-Jordan, también conocido como el Método de Reducción Gaussiana.

Veamos algunos ejemplos en los que se reduce una matriz a una matriz escalonada reducida.

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Ejemplos

Ejemplo 5

Considerando la matriz de tamaño 2 \times 2. Reduzca esta matriz a una matriz escalonada reducida usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 1 por -1

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 1 multiplicada por 4 a la fila 2

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 2 por -8

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 2 multiplicada por 2 a la fila 1 y así, obtenemos la matriz escalonada reducida,

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com
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Ejemplo 6

Considerando la matriz de tamaño 3 \times 3. Reduzca esta matriz a una matriz escalonada reducida usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 1 por -3

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 1 multiplicada por -6 a la fila 2

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 1 multiplicada por -3 a la fila 3

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Intercambiamos la fila 2 por la fila 3

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 2 por -7

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 3 por 11

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 3 multiplicada por \frac{4}{3} a la fila 1

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 3 multiplicada por -\frac{8}{7} a la fila 2 y así, obtenemos la matriz escalonada reducida,

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com
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Ejemplo 7

Considerando la matriz de tamaño 3 \times 4. Reduzca esta matriz a una matriz escalonada reducida usando el Método de Eliminación de Gauss-Jordan.

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 1 por -1

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 1 multiplicada por -2 a la fila 2

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 1 multiplicada por -8 a la fila 3

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 2 por -16

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 2 multiplicada por -5 a la fila 1

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 2 multiplicada por -48 a la fila 3

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Dividimos la fila 3 por -6

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 3 multiplicada por \frac{13}{16} a la fila 1

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com

Restamos la fila 3 multiplicada por -\frac{23}{16} a la fila 2 y así, obtenemos la matriz escalonada reducida,

El Método de Eliminación de Gauss-Jordan | totumat.com