5. Mètode de Gauss

Primer de tot veiem que la resolució d'un sistema esglaonat  i desprès veurem el mètode de Gauss per a la resolució de qualsevol sistema d'equacions.

Resolució d'un sistema esglaonat

Exemple de sistema esglaonat:

obre taula fila cel·la 3 x menys y més z igual menys 2 fi cel·la fila cel·la espai espai espai y més 3 z igual 7 fi cel·la fila cel·la espai espai espai espai espai espai espai espai 2 z igual 4 fi cel·la fi taula tanca claus

Veiem que començant per la última equació la resolució és immediata.

2 z igual 4 espai espai fletxa doble dreta espai z igual fracció 4 entre 2 igual 2 espai espai espai espai espai espai bold italic z negreta igual negreta 2    

y més 3 z igual 7 espai espai fletxa doble dreta espai y més 3 per 2 igual 7 espai espai fletxa doble dreta espai espai y més 6 igual 7 espai espai fletxa doble dreta espai negreta espai bold italic y negreta igual negreta 1

3 x menys y més z igual menys 2 espai espai espai fletxa doble dreta espai espai 3 x menys 1 més 2 igual menys 2 espai espai fletxa doble dreta espai espai 3 x igual menys 2 més 1 menys 2 igual menys 3 espai fletxa doble dreta espai espai espai x igual fracció numerador menys 3 entre denominador 3 fi fracció igual menys 1 espai espai espai espai espai bold italic x negreta igual negreta menys negreta 1

Mètode de Gauss

Donat un sistema d'equacions del qual volem trobar la solució, consisteix en obtenir un sistema esglaonat equivalent al donat fent transformacions elementals.

Si expressem el sistema matricialment, això equival a dir que fem transformacions elementals en les files per obtenir una matriu esglaonada. 

Ho veurem amb un exemple.

Exemple

obre taula fila cel·la x més 2 y menys z igual 5 fi cel·la fila cel·la 2 x menys y més z igual 2 fi cel·la fila cel·la menys 3 x més y menys 3 z igual menys 2 fi cel·la fi taula tanca claus espai espai espai

Considerem la matriu ampliada (formada pels coeficients i els termes independents): 

obre parèntesis envoltori per la dreta taula fila 1 2 cel·la menys 1 fi cel·la fila 2 cel·la menys 1 fi cel·la 1 fila cel·la menys 3 fi cel·la 1 cel·la menys 3 fi cel·la fi taula fi envoltori taula fila 5 fila 2 fila cel·la menys 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis

Esglaonem la matriu (Està explicat en el lliurament 1 en l'apartat Esglaonar una matriu ):

obre parèntesis envoltori per la dreta taula fila 1 2 cel·la menys 1 fi cel·la fila 2 cel·la menys 1 fi cel·la 1 fila cel·la menys 3 fi cel·la 1 cel·la menys 3 fi cel·la fi taula fi envoltori taula fila 5 fila 2 fila cel·la menys 2 fi cel·la fi taula tanca parèntesis fletxa dreta espai espai taula fila blank fila cel·la menys negreta 2 f subíndex 1 més f subíndex 2 espai fi subíndex fi cel·la fila cel·la negreta espai negreta espai negreta espai negreta 3 f subíndex 1 més f subíndex 3 fi cel·la fi taula espai obre parèntesis envoltori per la dreta taula fila 1 2 cel·la menys 1 fi cel·la fila 0 cel·la menys 5 fi cel·la 3 fila 0 7 cel·la menys 6 fi cel·la fi taula fi envoltori taula fila 5 fila cel·la menys 8 fi cel·la fila 13 fi taula tanca parèntesis espai espai espai espai fletxa dreta espai espai espai espai taula fila blank fila blank fila cel·la 7 f subíndex 2 més 5 f subíndex 3 fi cel·la fi taula espai espai obre parèntesis envoltori per la dreta taula fila 1 2 cel·la menys 1 fi cel·la fila 0 cel·la menys 5 fi cel·la 3 fila 0 0 cel·la menys 9 fi cel·la fi taula fi envoltori taula fila 5 fila cel·la menys 8 fi cel·la fila 9 fi taula tanca parèntesis espai espai espai

Ara començant per la última fila tenim:

menys 9 z igual 9 espai espai espai fletxa doble dreta espai espai bold italic z negreta igual negreta menys negreta 1

En la segona fil tenim:

menys 5 y més 3 z igual menys 8 espai espai espai fletxa doble dreta espai menys 5 y més 3 per parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret igual menys 8 espai espai
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai menys 5 y menys 3 igual menys 8 espai espai fletxa doble dreta espai menys 5 y igual menys 5 espai espai espai fletxa doble dreta espai bold italic y negreta igual negreta 1

I substituint aquest valors en la primera:

x més 2 y menys z igual 5 espai espai espai fletxa doble dreta espai espai x més 2 per 1 menys parèntesi esquerre menys 1 parèntesi dret igual 5
espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai espai x més 2 més 1 igual 5 espai espai espai fletxa doble dreta espai espai espai bold italic x negreta igual negreta 2


Vídeo

Exemple Resolució sistema d'equacions pel mètode de Gauss