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miércoles, 27 de septiembre de 2017

Sistemas de ecuaciones lineales

ENUNCIADO. En un taller de joyería se dispone de tres aleaciones A, B y C que contienen; entre otros metales, oro y plata, en las proporciones indicadas en siguiente tabla
% de oro    % de plata
   --------   -----------
A     100          0
B      75         15
C      60         22
Se quiere obtener una pieza ( por fundición ) de 25 gramos, con una proporción del 72\,\% de oro y una proporción del 16\,\% de plata, tomando x gramos de A, y gramos de B y z gramos de C. Determínense dichas cantidades.

SOLUCIÓN.
Transcribimos la información literal del enunciado a estas tres ecuaciones:
x+y+z=25

\dfrac{x+0,75y+0,6z}{25}=0,72

\dfrac{0\,x+0,15y+0,22z}{25}=0,16

que constituyen el siguiente sistema de ecuaciones lineales \left\{\begin{matrix}x&+&y&+&z&=25 \\ 100\,x&+&75\,y&+&60\,z&=1800 \\ &&15\,y&+&22\,z&=400\end{matrix}\right.

Procedemos a resolver el sistema por Gauss

\left\{\begin{matrix}x&+&y&+&z&=25 \\ 100\,x&+&75\,y&+&60\,z&=1800 \\ &&15\,y&+&22\,z&=400\end{matrix}\right. \overset{-100\,e_1+e_2 \rightarrow e_2}{\sim}

\sim \left\{\begin{matrix}x&+&y&+&z&=25 \\ &&-25\,y&-&40\,z&=-700 \\ &&15\,y&+&22\,z&=400\end{matrix}\right. \overset{3\,e_2+5\,e_3 \rightarrow e_3}{\sim}

\sim \left\{\begin{matrix}x&+&y&+&z&=25 \\ &&-25\,y&-&40\,z&=-700 \\ &&&&-10\,z&=-100\end{matrix}\right.\overset{ (-1/5)\,e_2 \rightarrow e_2 \,;\, (-1/10)\,e_3 \rightarrow e_3}{\sim}

\sim \left\{\begin{matrix}x&+&y&+&z&=25 \\ &&5\,y&+&8\,z&=140 \\ &&&&z&=10\end{matrix}\right.

Entonces, de la tercera ecuación vemos que z=10 gramos; sustituyendo este resultado en la segunda ecuación, y despejando y, obtenemos el valor de la segunda incógnita: y=12 gramos; y, sustituyendo los valores encontrados para z e y en la primera ecuación, calculamos el valor de la primera incógnita: x=3 gramos
\square


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