Gaussian A

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ELIMINACION GAUSSIANA En forma general el método de gauss, propone la eliminación progresiva de variables en un sistema de ecuaciones, hasta obtener sólo una ecuación con una incógnita. Una vez resuelta esta, se procede por sustitución regresiva hacia atrás hasta obtener los valores de las variables desconocidas. Por ejemplo sea el siguiente sistema de ecuaciones: 4 2x - x 3x 24 6x 5x 4x 18 6x 4x 2x 3 2 1 3 2 1 3 2 1 Lo que se busca son 3 los números de las incongnitas, x y x , x 3 2 1 que satisfagan a las tres ecuaciones. El método de solución de Gauss simplifica las ecuaciones, de tal modo que las soluciones se identifican con facilidad. Se comienza dividiendo la primera ecuación entre 2, y se obtiene: 4 2x x 3x 24 6x 5x 4x 9 3x 2x x 3 2 1 3 2 1 3 2 1 A continuación se simplifica el sistema si se multiplic -4 ambos lados de la primera ecuación y suma el resultado a la segunda. Entonces: 24 6x 5x 4x 36 - 12x - 8x - 4x - 3 2 1 3 2 1 Al hacer las operaciones sumadolas resulta; 12 - 6x - 3x - 3 2 La nueva ecuación se sustituye por cualquiera de las dos. Ahora se tiene: 4 2x - x 3x 12 - 6x - 3x - 0x 9 3x 2x x 3 2 1 3 2 1 3 2 1 Luego, la primera ecuación se multiplica por -3 y se le suma a la tercera, obteniendose: 23 - 11x - 5x - 0x 12 - 6x - 3x - 0x 9 3x 2x x 3 2 1 3 2 1 3 2 1

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  • ELIMINACION GAUSSIANA En forma general el mtodo de gauss, propone la eliminacin progresiva de variables en

    un sistema de ecuaciones, hasta obtener slo una ecuacin con una incgnita. Una vez

    resuelta esta, se procede por sustitucin regresiva hacia atrs hasta obtener los valores

    de las variables desconocidas.

    Por ejemplo sea el siguiente sistema de ecuaciones:

    4 2x - x 3x

    24 6x 5x 4x

    18 6x 4x 2x

    321

    321

    321

    Lo que se busca son 3 los nmeros de las incongnitas, xy x ,x 3 21 que satisfagan a las

    tres ecuaciones. El mtodo de solucin de Gauss simplifica las ecuaciones, de tal modo

    que las soluciones se identifican con facilidad.

    Se comienza dividiendo la primera ecuacin entre 2, y se obtiene:

    4 2x x 3x

    24 6x 5x 4x

    9 3x 2x x

    321

    3 21

    321

    A continuacin se simplifica el sistema si se multiplic -4 ambos lados de la primera

    ecuacin y suma el resultado a la segunda. Entonces:

    24 6x 5x 4x

    36- 12x -8x - 4x-

    321

    3 21

    Al hacer las operaciones sumadolas resulta;

    12- 6x - 3x - 32

    La nueva ecuacin se sustituye por cualquiera de las dos. Ahora se tiene:

    4 2x - x 3x

    12- 6x - 3x - 0x

    9 3x 2x x

    321

    321

    321

    Luego, la primera ecuacin se multiplica por -3 y se le suma a la tercera, obteniendose:

    23- 11x - 5x-0x

    12- 6x - 3x-0x

    9 3x 2x x

    321

    321

    321

  • Enseguida, la segunda ecuacin se divide entre -3 y ahora se multiplica por 5 y se le

    suma a la tercera ecuacin:

    3 x 0x0x

    4 2x x0x

    9 3x 2x x

    32 1

    32 1

    321

    En este momento del procesos numerico ya se tiene el valor de x3, ahora se procede a

    hacer la sustitucin hacia atrs, y se van obteniendo los valores de las otras incgnitas,

    se obtiene:

    3 x 3

    2- )2(x - 4 x 32

    4 )2(x - )3(x -9 x 231

    Observese que al multiplicar dividir los lados de una ecuacin por un nmero

    diferente de cero se obtiene una ecuacin nueva y vlida, es decir, no se altera, por otra

    parte, si se suma un mltiplo de una ecuacin a otra ecuacin del mismo sistema, el

    resultado es otra ecuacin vlida, nuevmente no se altera. Por ltimo, si se intercambian

    dos ecuaciones de un sistema, lo que se obtiene es un sistema equivalente. Estas tres

    operaciones, cuando se aplican a los renglones de una matriz aumentada, que representa

    un sistema de ecuaciones, recibe el nombre de operaciones elementales de rengln.

    Operaciones elementales de rengln a) Multiplicar dividir un rengln por un nmero distinto de cero.

    b) Sumar el mltiplo de otro rengln a otro rengln.

    c) Intercambiar dos renglones

    Si cualqluier elemento pivote se hace cero en el proceso de resolucin, la eliminacin

    hacia adelante no procede. En el ejemplo anterior ningn pivote o coeficiente

    diagonal, iia , se convierte en cero. El pivoteo consiste en intercambiar el orden de las

    ecuaciones de modo que el coeficiente del pivote, iia , tenga la magnitud con valor

    absoluto mayor, que cualquier otro coeficiente que est por debajo del pivote en la

    misma columna y que por lo tanto se va a eliminar. Esto se repite con cada pivote hasta

    completar la eliminacin hacia adelante.