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12 4. TRIANGULARIZAÇAO DE GAUSS Triangularização de Gauss ou dispositivo prático, também é conhecido como escalonamento, que pode ser feito na forma matricial, utilizando a matriz completa (matriz formada pelos coeficientes das incógnitas e pelos termos independentes). As características importantes deste método são: a) Quando a solução existe, ele dá sempre a solução. b) Ele mostra a inexistência das soluções, quando o sistema é impossível. c) Ele se fundamenta em três operações básicas (transformações elementares): I. A mudança da ordem na qual as equações são escritas. II. Multiplicar uma equação por um número diferente de zero. III. Multiplicar uma equação por um número não nulo e adicioná-la a outra equação. Observações: a) Anular os coeficientes da 1ª incógnita comparando a 1ª equação com as demais. b) Anular os coeficientes da 2ª incógnita comparando a 2ª equação com as restantes, exceto da 1ª. c) Anular os coeficientes da 3ª incógnita comparando a 3ª equação com as restantes, exceto das 1ª e 2ª. d) E assim sucessivamente. Exemplos: 1) Resolver o sistema cuja matriz completa associada é . 2) Resolver o sistema . 3) Resolver o sistema . Exercícios: 1) Por escalonamento de matrizes, resolver os sistemas: a) b) c) d) e) f) 13 g) h) i) 2) Obter o valor da incógnita z: a) b) DISPOSITIVO PRÁTICO DE GAUSS (D.P.G) Vamos usar o Dispositivo Prático de Gauss, que nada mais é do que um algoritmo que nos auxilia na resolução de grande parte dos sistemas lineares. Tal algoritmo consiste em dividir o sistema em matrizes quadradas de ordem 2 e resolver seus determinantes de modo a se obter um sistema equivalente triangularizado. Tomemos um exemplo prático para ilustrar o tema ... Seja o sistema linear 1zyx 2zy3x4 4zy3x2 , representaremos o sistema com o uso do D.P.G da seguinte maneira : Equação x y z Termo indep. E1 2 3 -1 4 E2 4 -3 1 2 E3 1 -1 1 1 E’2 // -18 6 -12 E’3 // -5 3 -2 E’’3 // // -24 -24 Algoritmo de construção da tabela ... 1 ) As equações E1, E2 e E3 são compostas pelos coeficientes das incógnitas de cada equação respectivamente, bem como seus termos independentes. 13 2 ) Cálculo da equação E’2 ... Tomamos os coeficientes referentes a “x” em E1 e E2 bem como os coeficientes referentes a “y” em E1 e E2 e calculamos o determinante 34 32 = -18, analogamente, tomamos os coeficientes referentes a “x” em E1 e E2 bem como os coeficientes referentes a “z” em E1 e E2 e calculamos o determinante 14 12 = 6 e finalmente tomamos os coeficientes referentes a “x” em E1 e E2 bem como os termos independentes em E1 e E2 e calculamos o determinante 24 42 = -12. 3 ) Cálculo da equação E’3 ... Tomamos os coeficientes referentes a “x” em E1 e E3 bem como os coeficientes referentes a “y” em E1 e E3 e calculamos o determinante 11 32 = -5, analogamente, tomamos os coeficientes referentes a “x” em E1 e E3 bem como os coeficientes referentes a “z” em E1 e E3 e calculamos o determinante 11 12 = 3 e finalmente tomamos os coeficientes referentes a “x” em E1 e E3 bem como os termos independentes em E1 e E3 e calculamos o determinante 11 42 = -2. 4 ) Cálculo da equação E’’3 ... Tomamos os coeficientes referentes a “y” em E’2 e E’3 bem como os coeficientes referentes a “z” em E’2 e E’3 e calculamos o determinante 35 618 = -24, analogamente, tomamos os coeficientes referentes a “y” em E’2 e E’3 bem como os termos independentes em E’2 e E’3 e calculamos o determinante 25 1218 = -24. 5 ) Temos portanto o sistema equivalente formado pelas equações E1, E’2 e E’’3 (★)... 24z24 12z6y18 4zy3x2 Resolvendo o sistema a partir da terceira equação temos: z = 1, y = 1 e x = 1 . Logo 1,1,1S . Exercícios : 1 ) Resolva o sistema utilizando o dispositivo prático de Gauss. 1z3y2x7 6zy4x2 11zy4x3 4,3,1S 14 2 ) Resolva o sistema utilizando o dispositivo prático de Gauss. 2z2yx 3zy2x4 7zyx2 11, 3 52 , 3 20 S 3 ) Resolva o sistema utilizando o dispositivo prático de Gauss. 4w3z2y2x4 3w2z2y4x3 2wz2y3x 3w2z4y3x2 86,4;86,24;15,24;88,19S
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