Una matriz es una estructura matemática que permite organizar datos en filas y columnas, facilitando la representación y manipulación de información en diversos campos, como la ingeniería, la física, la economía y la informática. Los ejercicios de matrices nos ayudan a comprender cómo trabajar con ellas, desde operaciones básicas como la suma y multiplicación, hasta conceptos más avanzados como la determinación de inversas.

Resuelve los siguientes problemas

1

Dadas las matrices

Calcular las siguientes sumas y restas:

a

b

Solución

a

 

Sumamos los elementos que se encuentran en la misma posición de ambas matrices:

 

 

b

 

Restamos los elementos que se encuentran en la misma posición de ambas matrices:

 

2

Dadas las matrices:

Calcular:


a

b

Solución

a

 

Sumamos los elementos que se encuentran en la misma posición de ambas matrices:

 

 

b

 

Restamos los elementos que se encuentran en la misma posición de ambas matrices:

 

3

Dadas las matrices

 

 

Verificar si se cumple

Solución

1Calculamos

 

Se multiplican la fila por la columna (producto punto) para obtener el elemento

 

 

2Calculamos

 

Se multiplican la fila por la columna (producto punto) para obtener el elemento

 

 

3Con lo anterior se verifica que

4

Dadas las matrices

 

 

Verificar si se cumple

Solución

1Calculamos

 

Se multiplican la fila por la columna (producto punto) para obtener el elemento

 

 

2Calculamos

 

Se multiplican la fila por la columna (producto punto) para obtener el elemento

 

 

3Con lo anterior se verifica que

5

Dadas las matrices

Calcular:

a

b

Solución

Recordamos que la transpuesta de una matriz se obtiene intercambiando las filas por los renglones

 

aCalculamos

 

 

bCalculamos

 

6

Dadas las matrices

Calcular:

a

b

Solución

Recordamos que la transpuesta de una matriz se obtiene intercambiando las filas por los renglones

 

aCalculamos

 

 

bCalculamos

 

7

Dadas las matrices

Calcular:

a

b

Solución

aCalculamos

 

 

bCalculamos

 

8

Dadas las matrices

Calcular:

a

b

Solución

aCalculamos

 

 

bCalculamos

 

9

Hallar para

 

 

y

Solución

1Calculamos

 

 

2Calculamos

 

 

3Notamos que el elemento que se encuentra en la posición coincide con la potencia de , por lo que proponemos para la potencia

 

 

4Veamos si la fórmula propuesta se cumple para la potencia

 

 

Con lo anterior se verifica que la fórmula propuesta es válida para cualquier potencia

10

Demostrar que , siendo

 

Solución

1Calculamos

 

 

2Sustituimos en la parte izquierda de la ecuación y calculamos

 

 

Así, hemos demostrado la igualdad solicitada.

11

Demostrar que , siendo

 

Solución

1Calculamos

 

 

2Sustituimos en la parte izquierda de la ecuación y calculamos

 

 

Así, hemos demostrado la igualdad solicitada.

12

Calcular la matriz inversa de

 

Solución

 1 Construir una matriz del tipo

 

 

2 Utilizar el método Gauss para transformar la mitad izquierda, , en la matriz identidad, y la matriz que resulte en el lado derecho será la matriz inversa .

 

Hacemos

 

 

Hacemos

 

 

Hacemos y

 

 

3La matriz inversa es

13

Calcular la matriz inversa de

 

Solución

1Construir una matriz del tipo

 

 

2Utilizar el método Gauss para transformar la mitad izquierda, , en la matriz identidad, y la matriz que resulte en el lado derecho será la matriz inversa .

 

Hacemos

 

 

Hacemos

 

 

Hacemos y

 

 

3

 

14

Calcular la matriz inversa de:

 

Solución

 1 Construir una matriz del tipo

 

 

2 Utilizar el método Gauss para transformar la mitad izquierda, , en la matriz identidad, y la matriz que resulte en el lado derecho será la matriz inversa .

 

Hacemos

 

 

Hacemos y

 

 

3La matriz inversa es

15

Obtener las matrices y que verifiquen el sistema:

 

Solución

1Multiplicamos la segunda ecuación por

 

 

2Sumamos miembro a miembro y resolvemos para

 

 

3Si multiplicamos la primera ecuación por 3 y sumando miembro a
miembro obtenemos:

 

16

Una fábrica produce dos modelos de lavadoras, y , en tres terminaciones: y . Produce del modelo unidades en la terminación , unidades en la terminación y unidades en la terminación . Produce del modelo unidades en la terminación , unidades en la terminación y unidades en la terminación . La terminación lleva horas de taller y hora de administración. La terminación lleva horas de taller y horas de administración. La terminación lleva horas de taller y horas de administración.

1 Representar la información en dos matrices.

2 Hallar una matriz que exprese las horas de taller y de administración empleadas para cada uno de los modelos.

Solución

Matriz de producción:

 

Filas: Modelos ;        Columnas:  Terminaciones

 

 

Matriz de coste en horas:

 

Filas:  Terminaciones ;    Columnas:  Coste en horas:

 

 

Matriz que expresa las horas de taller y de administración para cada uno de los modelos:

 

17

Calcular el rango de la matriz siguiente:

 

Solución

Realizamos operaciones elementales de filas:

 

1Hacemos

 

 

2Hacemos

 

 

3Hacemos

 

 

Por tanto .

18

Siendo:

Calcular el valor de en las siguientes ecuaciones:

1

2

3

4

5

Solución

Despejamos la variable de cada una de las ecuaciones

 

1

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

19

Resolver en forma matricial el sistema:

Solución

1Escribimos en forma matricial

 

2Resolvemos la ecuación

 

 

3Así, la solución es

 

20

Resolver en forma matricial el sistema:

Solución

1Escribimos en forma matricial

 

 

2Resolvemos la ecuación

 

 

3Así, la solución es

 

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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗