Classificação e Resolução de Sistemas de Equações Lineares

Classificado em Matemática

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Classificação de Sistemas de Equações

Sistemas de equações podem ser classificados de acordo com o número de soluções que possam ocorrer. Segundo esse caso, pode haver os seguintes tipos:

  • Sistema Incompatível: se não tem solução.
  • Sistema Compatível: se tiver alguma solução. Neste caso, também pode distinguir entre:
    • Sistema Compatível Determinado: quando se tem um número finito de soluções.
    • Sistema Compatível Indeterminado: quando se admite um conjunto infinito de soluções.

Fica assim a classificação:

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Cálculo da Classificação de um Determinante da Matriz

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  1. Nós podemos governar uma linha se:
  • Todos os coeficientes são zero.
  • Há duas linhas iguais.
  • Uma linha é proporcional à outra.
  • Uma linha é uma combinação linear das outras. Excluir da terceira coluna, pois é uma combinação linear das duas primeiras: c3 = c1 + c2

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2. Verifique se você tem um rank (posto) e para isso devem cumprir: pelo menos um elemento da matriz não é zero e, portanto, seu determinante não é zero.

| 2 | = 2 ≠ 0

3. Vai ter rank 2, se houver qualquer submatriz quadrada de ordem 2, tal que o seu determinante não é zero.

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4. Irão classificar 3 se houver qualquer submatriz quadrada de ordem 3, de modo que o seu determinante não é zero.

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Como todos os determinantes das submatrizes são zero, não tem posto nº 3, r(B) = 2.

5. Se você tem rank 3 e existe alguma submatriz de ordem 4, cujo determinante não é zero, você tem rank 4. Desta mesma maneira que trabalha para verificar se você tem alcance superior a 4.

Determinante 3x3

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Discussão de Sistemas: O Teorema de Frobenius-Rouché

A condição suficiente e necessária para um sistema de $m$ equações e $n$ incógnitas ter uma solução é que o posto da matriz dos coeficientes ($r$) e da matriz aumentada ($r'$) sejam iguais.

  • r = r' $ ightarrow$ Sistema Compatível.
  • r = r' = n $ ightarrow$ Sistema Compatível Determinado.
  • r = r' < n $ ightarrow$ Sistema Compatível Indeterminado.
  • r ≠ r' $ ightarrow$ Sistema Incompatível.

Para estudar e resolver, se possível, o sistema:

Este tópico irá discutir os sistemas de equações com parâmetros usando determinantes e o teorema de Frobenius-Rouché.

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  1. Encontramos o posto da matriz de coeficientes.

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2. Encontramos o posto da matriz aumentada.

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3. Nós aplicamos o teorema de Rouché

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4. Resolva sistema compatível determinado pela regra de Cramer (também pode ser resolvido pelo método de Gauss).

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Calculando a Matriz Inversa

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Calculando a Matriz Inversa

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  1. Nós calculamos o determinante da matriz. Se o determinante for nulo, não há matriz inversa.

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2. Encontramos a matriz adjunta, que é aquela em que cada elemento passa a ter a sua cofator adjunta.

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3. Nós calculamos a transposição da matriz adjunta.

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4. A matriz inversa é igual ao inverso do valor do determinante da matriz transposta da adjunta.

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Fórmulas de Matriz de Equações

Primeiro caso:

X + B = C

X + B - B = C - B

X = C - B

Segundo caso:

AX = C

Se existe o inverso de A, | A | ≠ 0

A-1 AX = A-1 C

IX = A-1 C

X = A-1 C

Terceiro caso:

XA = C

Se existe o inverso de A, | A | ≠ 0

XA A-1 = C A-1

IX = C A-1

X = C A-1

Quarto caso:

AX + BX = C

(A + B) X = C

(A + B)-1 (A + B) X = (A + B)-1 C

IX = (A + B)-1 C

X = (A + B)-1 C

Multiplicando as Matrizes

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várias linhas de colunas

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