Ejemplo de aplicación de matrices

El precio para los productos A, B, C y D por unidad son los siguientes: $3.80,
$4.90, $6.50, $10.80; y las cantidades que se adquieren de cada producto son:
A = 500, B = 600, C = 850, D = 720 Determina el costo total de las
adquisiciones:

Solución aplicando matrices:

                                                                         500
                                                                         600
 P   3 . 80       4 . 90       6 . 50    10 . 80 (1 x 4 )         C             ( 4 x1)
                                                                         850
                                                                         720


Se cumple la condición del número de columnas es igual al número de renglones

En donde.

      ( 3 .80 )( 500 )          ( 4 .90 )( 600 )     ( 6 .50 )( 850 )   (10 .80 )( 720 )   18141


                                  PC          18141 (1 x1)

                   Por lo tanto el Costo Total es de $18,141



Ejemplo para resolver un sistema de ecuaciones a través de la matriz:

Sistema de ecuaciones lineales

       A11 x1       A12 x 2       ...... A1 n x n   b1
       A21 x1       A22 x 2       ...... A2 n x n   b2
      .
      .
      .
       A n 1 x1     An 2 x 2      ...... Ann x n    bn
En forma matricial:

O sea     AX       B

A = matriz de coeficientes numéricos de las variables
X = matriz de las variables
B = matriz de resultados

Multiplicando ambos miembros de la igualdad por la matriz inversa

                       1                  1
                A          * AX       A B

                    1
En donde       A        *A        I       matriz       inversa

                              1                        1
tenemos        IX          A B                X       A B

Para determinar en valor de las variables se determina primero la matriz inversa
como se indica a continuación:

Matriz inversa

La inversa de un matriz se emplea en la resolución de ecuaciones lineales
simultáneas y en otros análisis.

El producto de una matriz por su matriz inversa es igual a la matriz unidad

                              1           1
                                      A            Matriz inversa
                              A

Únicamente las matrices cuadradas tienen inversa

Manera de obtener la inversa de una matriz aplicando el método de Gauss-Jordan

                                                  3    7
Ejemplo: Dada la matriz                   A                (2 x 2)   Determina la matriz inversa
                                                  2    5
Primera fase


  1. El primer renglón se divide entre el término A11

               3   7           1       0               7           1
                                               1                               0
                           3                               3           3


  2. El renglón base se multiplica por el término A21 con signo contrario

               1       7           1           0           2               2           14            2           0
                           3           3                                                    3            3

  3. Después el renglón que se va a modificar se suma algebraicamente al
     resultado anterior

                   2           14                  2           0           2       5        0    1       0       1         2       1
                                       3               3                                                             3         3



Segunda fase

  1. El segundo renglón se divide entre el termino                                                                   A22


               0       1               2           1
                           3               3               0       1           2       3
                               1
                                   3

  2. El renglón base se multiplica por el termino                                                            A12


               0       1           2       3           7           0               7        14               7
                                                           3                           3         3
3. Después el renglón que se va a modificar se suma algebraicamente al
      resultado anterior

                    0          7       14         7   1       7       1       0   1   0   5   7
                                   3          3                   3       3



Comprobación:


                    1
                                3       7         5       7           1       0
       A. * A
                                2       5         2       3           0       1

En donde:
       ( 3 )( 5 )   ( 7 )( 2 )         111
       ( 3 )( 7 )       ( 7 )( 3 )     0 12
       ( 2 )( 5 )   ( 5 )( 2 )         0 21
       ( 2 )( 7 )       ( 5 )( 3 )     122



Después se multiplica la matriz inversa por la matriz de resultados y se obtiene el
valor de las variables.

El ejemplo anterior es de una matriz de (2 x 2) pero el procedimiento es el mismo
para la matriz de (3 x 3), el renglón base es la herramienta para modificar uno o
más renglones.

EJEMPLO APLICACIÓN DE MATRICES

  • 1.
    Ejemplo de aplicaciónde matrices El precio para los productos A, B, C y D por unidad son los siguientes: $3.80, $4.90, $6.50, $10.80; y las cantidades que se adquieren de cada producto son: A = 500, B = 600, C = 850, D = 720 Determina el costo total de las adquisiciones: Solución aplicando matrices: 500 600 P 3 . 80 4 . 90 6 . 50 10 . 80 (1 x 4 ) C ( 4 x1) 850 720 Se cumple la condición del número de columnas es igual al número de renglones En donde. ( 3 .80 )( 500 ) ( 4 .90 )( 600 ) ( 6 .50 )( 850 ) (10 .80 )( 720 ) 18141 PC 18141 (1 x1) Por lo tanto el Costo Total es de $18,141 Ejemplo para resolver un sistema de ecuaciones a través de la matriz: Sistema de ecuaciones lineales A11 x1 A12 x 2 ...... A1 n x n b1 A21 x1 A22 x 2 ...... A2 n x n b2 . . . A n 1 x1 An 2 x 2 ...... Ann x n bn
  • 2.
    En forma matricial: Osea AX B A = matriz de coeficientes numéricos de las variables X = matriz de las variables B = matriz de resultados Multiplicando ambos miembros de la igualdad por la matriz inversa 1 1 A * AX A B 1 En donde A *A I matriz inversa 1 1 tenemos IX A B X A B Para determinar en valor de las variables se determina primero la matriz inversa como se indica a continuación: Matriz inversa La inversa de un matriz se emplea en la resolución de ecuaciones lineales simultáneas y en otros análisis. El producto de una matriz por su matriz inversa es igual a la matriz unidad 1 1 A Matriz inversa A Únicamente las matrices cuadradas tienen inversa Manera de obtener la inversa de una matriz aplicando el método de Gauss-Jordan 3 7 Ejemplo: Dada la matriz A (2 x 2) Determina la matriz inversa 2 5
  • 3.
    Primera fase 1. El primer renglón se divide entre el término A11 3 7 1 0 7 1 1 0 3 3 3 2. El renglón base se multiplica por el término A21 con signo contrario 1 7 1 0 2 2 14 2 0 3 3 3 3 3. Después el renglón que se va a modificar se suma algebraicamente al resultado anterior 2 14 2 0 2 5 0 1 0 1 2 1 3 3 3 3 Segunda fase 1. El segundo renglón se divide entre el termino A22 0 1 2 1 3 3 0 1 2 3 1 3 2. El renglón base se multiplica por el termino A12 0 1 2 3 7 0 7 14 7 3 3 3
  • 4.
    3. Después elrenglón que se va a modificar se suma algebraicamente al resultado anterior 0 7 14 7 1 7 1 0 1 0 5 7 3 3 3 3 Comprobación: 1 3 7 5 7 1 0 A. * A 2 5 2 3 0 1 En donde: ( 3 )( 5 ) ( 7 )( 2 ) 111 ( 3 )( 7 ) ( 7 )( 3 ) 0 12 ( 2 )( 5 ) ( 5 )( 2 ) 0 21 ( 2 )( 7 ) ( 5 )( 3 ) 122 Después se multiplica la matriz inversa por la matriz de resultados y se obtiene el valor de las variables. El ejemplo anterior es de una matriz de (2 x 2) pero el procedimiento es el mismo para la matriz de (3 x 3), el renglón base es la herramienta para modificar uno o más renglones.