. Jorge A. Carrillo M. Email: jorgecarrillom2@gmail.com

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miércoles, 14 de agosto de 2019

Sistema de 4 ecuaciones simultáneas con 4 incógnitas.

.                  

Procedimiento:
1) Se resuelve el sistema de 4 ecuaciones con 4 incógnitas, haciendo tres combinaciones de 2 ecuaciones, para eliminar cualquiera de las incógnitas, pero que esta incógnita sea la misma en las tres combinaciones.  Esto nos dará como resultado 3 ecuaciones con 3 incógnitas.
2) Formamos un Sistema de 3 ecuaciones con 3 incógnitas y procedemos a hacer dos combinaciones de 2 ecuaciones, para eliminar cualquiera de las incógnitas, pero que  esta incógnita sea la misma.  El resultado nos dará dos ecuaciones con 2 incógnitas.
3) Formamos un sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas y procedemos a eliminar una cualquiera de las incógnitas y encontrar el valor de la otra incógnita.
4) Sustituimos el valor de la incógnita obtenido en la otra ecuación del sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnita y encontraremos el valor de la otra incógnita.
5) Sustituimos el valor de las 2 incógnitas obtenidas en una cualquiera de las 3 ecuaciones con 3 incógnitas para encontrar el valor de una tercera incógnita.
6) Sustituimos el valor de las 3 incógnitas obtenidas en una cualquiera de las 4 ecuaciones con 4 incógnitas para encontrar el valor de la cuarta incógnita.
7) La solución general será el valor de las cuatro incógnitas obtenidas.
_________________________________________

Ejemplo:  Resolver el sistema
x+y+z+u = 10        (1)
2x-y+3z-4u = 9     (2)
3x+2y-z+5u = 13  (3)
x-3y+2z-4u = -3    (4)

>> Combinando ecuaciones para encontrar 3 ecuaciones con 3 incógnitas:
>> Combinamos la (1) y (2)
Para eliminar la x,  Multiplicamos (1) por 2  y la (2) por -1:
2x+2y+2z+2u = 20
-2x+y -3z+4u =  -9
.      3y - z+6u = 11  (5) Ecuación con 3 incógnitas.

>> Combinamos la (1) y (3)
Para eliminar la x, multiplicamos la (1) por 3 y la (3) por -1:
3x+3y+3z+3u = 30
-3x-2y+ z -5u = -13
.        y+4z-2u = 17  (6)  Ecuación con 3 incógnitas.

>> Combinamos la (1)  con la (4)
Para eliminar la x, multiplicamos la (4) por -1 :
x +  y + z + u = 10
-x+3y- 2z+4u =  3
.     4y - z+5u = 13  (7)  Ecuación con 3 incógnitas.

>> Formamos un Sistema de 3 ecuaciones con  3 incógnitas:
3y-z+6u = 11  (5)
y+4z-2u = 17  (6)
4y-z+5u = 13   (7)

>> Combinamos la (5) y (6)
Para eliminar la z, multiplicamos la (5) por 4 :
12y-4z+24u = 44
.   y+4z - 2u = 17
13y        +22u = 61  (8)  Ecuación con 2 incógnitas.

>> Combinamos la (5) y (7)
Para eliminar la z, multiplicamos la (7) por -1 :
3y - z+6u =  11
-4y+z-5u = -13
.-y     + u =  -2  (9)  Ecuación con 2 incógnitas.

>> Formamos un Sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas:
13y+22u = 61  (8)
-  y +   u =  -2  (9)
>> Resolvemos este sistema multiplicando la (9) por 13 :
13y +22u =   61
-13y+13u = -26
.         35u = 35
u = 35/35
u = 1  <--  Solución.
>> Sustituimos el valor de u en en la (9):
-y+u = -2
-y+(1) = -2
-y+1 = -2
-y = -2-1
-y = -3
y = 3  <-- Solución
>> Sustituimos el valor de (y, u) en la ecuación de 3 incógnitas, la (5) :
3y-z+6u = 11
3(3)-z+6(1) = 11
9-z+6 = 11
15-z = 11
-z = 11-15
-z = -4
z = 4   <-- Solución
>> Por último sustituimos el valor de (y, z, u) en la ecuación de 4 incógnitas, en la  (1) :
x+y+z+u = 10
x+(3)+(4)+(1) = 10
x+8 = 10
x = 10-8
x = 2  <--  Solución
La solución General es :   (x = 2 , y = 3 , z = 4 , u = 1)
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 Ejercicio 192

1) Resolver el sistema
.  x +  y  + z +u = 4  (1)
.  x +2y +3z  -u = -1  (2)
3x +4y +2z  +u = -5  (3)
.  x +4y +3z - u = -7  (4)

>> Combinamos las ecuaciones para encontrar 3 ecuaciones con 3 incógnitas.
>> Combinamos la (1) y la (2)
Eliminamos la u, únicamente sumando las ecuaciones:
x +  y +  z +u = 4
x +2y +3z - u = -1 
2x+3y+4z       = 3   (5) Ecuación con 3 incógnitas.

>> Combinamos la (1) y la (3)
Eliminamos la u, multiplicando la  (3) por -1 :
.  x +  y + z +u = 4
-3x -4y -2z  -u = 5
-2x -3y -  z       = 9   (6)  Ecuación con 3 incógnitas.

>> Combinamos la (1) y la (4)
Eliminamos la u, únicamente sumando:
x  +  y +  z +u =  4
x  +4y +3z - u = -7
2x+5y +4z      = -3   (7)  Ecuación con 3 incógnitas.

>> Formamos un Sistema de 3 ecuaciones con 3 incógnitas:
2x +3y +4z =  3   (5)
-2x -3y -  z =  9   (6)
2x +5y +4z = -3  (7)

>> Combinamos la (5) y la (6)
Eliminamos la z, multiplicando la (6) por 4 :
2x + 3y+4z =  3
-8x-12y-4z = 36
-6x  -9y      = 39       (8)  Ecuación con 2 incógnitas

>> Combinamos la (6) y la (7)
Eliminamos la z, multiplicando la (6) por 4 :
-8x-12y -4z = 36
2x +5y +4z =  -3
-6x -7y        = 33      (9)  Ecuación con 2 incógnitas

>> Formamos un Sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas:
-6x-9y = 39   (8)
-6x-7y = 33   (9)
Eliminamos la "x", multiplicando la (9) por -1 :
-6x -9y =  39
6x +7y = -33
.     -2y =   6
y = 6/-2
y = -3  <--  Solución
>> Sustituyendo el valor de "y" en la (8) :
-6x-9y = 39
-6x-9(-3) = 39
-6x+27 = 39
x = 39-27 /-6
x = -2   <--  Solución
>> Sustituyendo el valor de (x, y) en la ecuación de 3 incógnitas (5) :
2x+3y+4z = 3
2(-2)+3(-3)+4z = 3
-4-9+4z = 3
z = 3+13 /4
z = 4   <-- Solución
>> Sustituyendo el valor de (x, y. z) en la ecuación de 4 incógnitas (1) :
x +y +z +u = 4
(-2)+(-3)+(4)+u = 4
-2-3+4+u = 4
-1+u = 4
u = 4+1
u = 5  <--  Solución.
La Solución General es  (x = -2  ,  y = -3  ,  z = 4  ,  u = 5)
_________________________________________

2) resolver el sistema
x + y+ z+  u = 10  (1)
2x- y-2z+2u = 2  (2)
x -2y+3z - u = 2  (3)
x+2y-4z+2u = 1  (4)

>> Combinando (1) y la (2)
Para eliminar la "y", únicamente sumamos :
x  +y + z +  u = 10
2x -y -2z +2u =  2
3x      - z +3u = 12  (5)  Ecuación con 3 incógnitas

>> Combinando la (1) con la (3)
Eliminando la "y", multiplicamos la (1) por 2 :
2x+2y+2z+2u = 20
. x- 2y+3z -  u =  2
3x      +5z + u = 22  (6)  Ecuación con 3 incógnitas

>> Combinando la (2) y la (4)
Eliminando la "y", multiplicamos la (2) por 2 :
4x -2y-4z+4u = 4
. x+2y-4z+2u = 1
5x      -8z+6u = 5  (7)  Ecuación con 3 incógnitas

>> Se forma un Sistema de 3 ecuaciones con 3 incógnitas:
3x -z+3u = 12  (5)
3x+5z+u = 22  (6)
5x -8z+6u = 5  (7)

>> Combinando la (5) y la (6)
Eliminar la u, multiplicando la (6) por -3 :
3x   -   z +3u =  12
-9x -15z - 3u = -66
-6x  -16z       = -54  (8)  Ecuación con 2 incógnitas

>> Combinando la (5) y la (7)
Eliminar la u, multiplicando la (5) por -2 :
-6x+2z-6u = -24
5x  -8z+6u =    5
- x  -6z       = -19   (9)  Ecuación con 2 incógnitas

>> Formando un Sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas:
-6x -16z = -54   (8)
-  x -  6z = -19   (9)
>> Eliminando la x, multiplicando la (9) por -6 :
- 6x -16z =  -54
+6x+36z = 114
.        20z =  60
z = 60/20
z = 3  <--  Solución
>> Sustituyendo el valor de z en la ecuación (8)
-6x-16z = -54
-6x-16(3) = -54
-6x-48 = -54
x = -54+48 /-6
x = -6/-6
x = 1  <--  Solución
>> Sustituyendo el valor (x, z) en la ecuación con 3 incógnitas (5) :
3x -z +3u = 12
3(1) -(3) +3u = 12
3-3 +3u = 12
3u = 12
u = 12/3
u = 4  <--  Solución
>> Sustituyendo el valor de (x, z, u) en la ecuación con 4 incógnitas (1) :
x+y+z+u = 10
(1)+y+(3)+(4) = 10
y+8 = 10
y = 10-8
y = 2  <--  Solución
La solución General es :  (x = 1  ,  y = 2  ,  z =3  ,  u = 4)
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