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Discusión de un sistema que depende de un parámetro - Contenido educativo
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Se resuelve un problema de la EvAU de Madrid 2018 en el que hay que discutir un sistema que depende de un parámetro
Hola, ¿qué tal? Bienvenidos de nuevo a este curso de matemáticas de segundo de bachillerato.
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Hoy nos vamos a centrar en un ejemplo típico de ejercicio de selectividad, que es discutir
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un sistema de ecuaciones que depende de un parámetro, es decir, en función de los valores
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de un parámetro, decidir si el sistema es compatible o no, si es determinado o indeterminado.
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En el ejercicio nos piden discutir en función del valor del parámetro m el sistema de ecuaciones, es decir, tenemos que mirar a ver cuándo el sistema es compatible o incompatible, cuando es compatible determinado o indeterminado en función de lo que valga la m.
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Para ello lo primero que tenemos que hacer es sacar las matrices de coeficientes y la matriz ampliada y después vamos a mirar cuál es el rango de estas dos matrices en función del valor del parámetro m.
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Por último, lo que tendremos que hacer es comparar a ver cuándo estos rangos coinciden
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para poder aplicar el teorema de Roche-Frobenes.
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Ese es el camino.
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Bien, pues lo primero, ya digo, calculamos las matrices de coeficientes.
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Esta es la matriz de coeficientes, vamos con la ampliada.
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Bien, ahora vamos a calcular los rangos.
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Para ello, empezamos por el rango de A.
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Como es una matriz 3x3, el rango va a valer entre 1 y 3.
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Pero a simple vista, somos capaces de encontrar un menor de orden 2 no nulo.
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¿Cuál?
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Por ejemplo, este menor será no nulo, lo que significa que el rango de A vale entre 2 y 3.
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Para calcular, mirar cuando el rango es 3 y cuando es 2, calculamos el determinante, porque es una matriz cuadrada.
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Bien, y el rango, o sea, y el determinante vale m cuadrado menos 1.
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Entonces, ¿qué va a pasar? Pues que el rango cuando este determinante no sea 0, el rango será 3, y cuando sea 0 será 2.
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Pues muy fácil. Resolvemos y se acabó.
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Ahora, deducimos que, como esta ecuación, las raíces son 1 y menos 1, por tanto, ya deduzco que el rango de la matriz A va a ser 2 si la M vale o 1 menos 1, 3 si la M no vale ni 1 ni menos 1.
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Bien, pues ahora lo que vamos a hacer es calcular el rango de la matriz A barra, A ampliada.
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Para ello, fijémonos que hemos partido de la primera y tercera columna para orlar. Por tanto, esas dos deben ser fijas y lo que vamos a hacer es añadir la tercera columna.
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Nos va a dar eso un determinante, una matriz de orden 3. Cuando ese determinante sea 0, el rango será 2. Cuando no sea 0, el rango de la ampliada será 3.
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Vamos con ello pues. Entonces, tendríamos que calcular este determinante. ¿Y eso qué significa? Bueno, pues significa que el rango de la matriz a barra va a valer 3 si la m es distinta de 1.
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Fijaos que para m igual a 1 el determinante de orden 3 se anula y por lo tanto el rango vale 2.
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Y 2, por tanto, si la m vale 1.
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Bueno, hemos calculado los dos rangos. Ahora hay que compararlos y mirar cuándo son iguales y cuándo son distintos.
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Voy a borrar un poco y seguimos. ¿Qué ocurre? Pues vamos a ver los distintos casos posibles.
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Entonces, M igual a 1, M igual a menos 1 y M distinto de 1 y menos 1.
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Estos son los tres casos que tenemos que analizar.
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Empezamos por el primero.
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Si M es igual a 1, tendremos que rango de A es 2,
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rango de A barra es también 2
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o por lo tanto el sistema es
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compatible indeterminado
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porque el número de incógnitas es 3
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que es menor que el que es mayor que el rango
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si la M es menos 1
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tendremos rango de A 2
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rango de A barra como
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para cualquier otro valor de 1
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el rango de A barra es 3
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pues el rango de la barra será 3. ¿Y eso qué significa? Que los rangos no coinciden y, por lo tanto, sistema incompatible.
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Y si la m no es ni 1 ni menos 1, los rangos valen lo mismo y valen igual a 3. Por lo tanto, sistema compatible determinado.
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Y esto concluye la discusión. Muy importante que ordenemos bien el ejercicio, que calculemos bien los rangos de a y de a barra en función del parámetro m.
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Y luego que analicemos cada uno de los casos distintos que nos salen a utilizando el teorema de Rochefort-Royos.
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Muy bien, esto ha sido todo. Espero que os haya resultado sencillo y agradable. Nos vemos en el siguiente vídeo. ¡Un saludo!
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- Idioma/s:
- Materias:
- Matemáticas
- Niveles educativos:
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- Bachillerato
- Segundo Curso
- Autor/es:
- Manuel Domínguez Romero
- Subido por:
- Manuel D.
- Licencia:
- Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
- Visualizaciones:
- 244
- Fecha:
- 26 de julio de 2018 - 23:41
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES RAMON Y CAJAL
- Duración:
- 06′ 37″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
- 137.03 MBytes