ejercicios de matrices

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EXERCICIOS DE MATRICES DENNYS RAMOS 1. Dadas las matrices: A = -1 0 2 0 -2 1 -2 1 2 , B = -1 1 -2 2 0 1 1 -1 1 , C = 1 2 1 -1 -2 -1 0 2 3 y D = 1 -1 2 1 1 2 calcular si existe: (a) -2(A +3B - 5C ) + 3(B - 2C ) (b) -3(2A - 3B - 4C ) + 3(A - 2B - 3C ) (c) (AB - 2C )D (d) D t (BA +2C ) (e) D t (2AC - C ) (f) D t (A - 3B + C ) (g) (3A +2B)D (h) (3A - 2B)C (i) (A +3B) t D - 3(B - 2C ) t D (j) {C - 2(3A - 4B) t }D 2. Determine si las siguientes matrices son invertibles y en caso afirmativo encuentre su inversa. (a) A = -1 0 2 0 -2 1 -2 1 2 (b) A = -2 1 -2 3 0 2 2 -1 2 (c) A = -2 1 -2 3 0 2 2 1 2 (d) A = -1 1 -2 2 0 1 1 -1 1 (e) A = -3 1 -2 1 1 1 1 -1 0 (f) A = 1 0 2 0 1 2 1 2 1 (g) A = 1 2 1 3 5 4 4 9 2 1

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Matrices

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  • EXERCICIOS DE MATRICES

    DENNYS RAMOS

    1. Dadas las matrices: A =

    1 0 20 2 12 1 2

    , B = 1 1 22 0 1

    1 1 1

    , C = 1 2 11 2 1

    0 2 3

    y D =

    1 12 11 2

    calcular si existe:(a) 2(A+ 3B 5C) + 3(B 2C)(b) 3(2A 3B 4C) + 3(A 2B 3C)(c) (AB 2C)D(d) Dt(BA+ 2C)

    (e) Dt(2AC C)(f) Dt(A 3B + C)(g) (3A+ 2B)D

    (h) (3A 2B)C(i) (A+ 3B)tD 3(B 2C)tD(j) {C 2(3A 4B)t}D

    2. Determine si las siguientes matrices son invertibles y en caso afirmativo encuentre su inversa.

    (a) A =

    1 0 20 2 12 1 2

    (b) A =

    2 1 23 0 22 1 2

    (c) A =

    2 1 23 0 22 1 2

    (d) A =

    1 1 22 0 11 1 1

    (e) A =

    3 1 21 1 11 1 0

    (f) A =

    1 0 20 1 21 2 1

    (g) A =

    1 2 13 5 44 9 2

    1

  • (h) A =

    3 8 41 2 12 5 2

    (i) A =

    3 1 24 1 15 1 2

    3. Encuentre el rango de las siguientes matrices.

    (a) A =

    1 2 1 12 4 2 23 6 3 3

    (b) A =

    1 1 00 2 32 2 1

    (c) A =

    2 3 1 00 2 1 33 5 6 7

    (d) A =

    1 0 1 22 1 3 14 1 5 57 1 8 11

    (e) A =

    2 4 4 8 41 6 4 10 22 4 6 14 43 10 10 24 6

    (f) A =

    1 0 1 1 12 0 2 2 24 0 4 4 4

    2

  • SOLUCIONES A LOS EJERCICIOS DE MATRICES

    1. (a) Antes de comenzar los calculos simplifiquemos un poco:

    2(A+ 3B 5C) + 3(B 2C) = 2A 6B + 10C + 3B 6C = 2A 3B + 4C

    =

    2 0 40 4 24 2 4

    + 3 3 66 0 33 3 3

    + 4 8 44 8 4

    0 8 12

    = 9 5 610 4 9

    1 7 4

    (c) AB =

    3 3 43 1 16 4 7

    AB 2C = 1 7 21 3 1

    6 8 1

    (AB 2C)D = 11 46 69 12

    (d) BA =

    5 4 54 1 63 3 3

    BA+ 2C = 7 0 36 3 43 7 9

    Dt =

    (1 2 11 1 2

    )Dt(BA+ 2C) =

    ( 8 1 1419 11 25

    )

    (e) AC =

    1 2 52 6 53 2 3

    2AC C = 3 2 95 14 116 6 3

    Dt =

    (1 2 11 1 2

    )Dt(2AC C) =

    (13 24 344 0 8

    )

    (f) A 3B + C = 3 1 97 4 35 6 2

    Dt(A 3B + C) = ( 16 3 520 9 8)

    (g) 3A+ 2B =

    5 2 24 6 54 1 8

    (3A+ 2B)D = 1 113 0

    6 21

    (h) 3A 2B = 1 2 104 6 18 5 4

    (3A 2B)C = 1 22 312 6 513 18 1

    3

  • (i) A+ 3B =

    4 3 46 2 41 2 5

    (A+ 3B)t = 4 6 13 2 24 4 5

    B 2C = 3 3 44 4 3

    1 3 7

    (A+ 3B)t = 3 4 13 4 34 3 7

    (B 2C)tD = 6 98 13

    9 21

    (A+ 3B)tD = 9 123 9

    9 18

    (B 2C)tD 3(A+ 3B)tD = 9 1527 4818 45

    2. (a)

    1 0 2 | 1 0 00 2 1 | 0 1 02 1 2 | 0 0 1

    f1 f1 1 0 2 | 1 0 00 2 1 | 0 1 02 1 2 | 0 0 1

    f3 f3 + 2f1

    1 0 2 | 1 0 00 2 1 | 0 1 00 1 2 | 2 0 1

    f2 f3 1 0 2 | 1 0 00 1 2 | 2 0 1

    0 2 1 | 0 1 0

    f3 f3 + 2f2

    1 0 2 | 1 0 00 1 2 | 2 0 10 0 3 | 4 1 2

    f3 13f3 1 0 2 | 1 0 00 1 2 | 2 0 1

    0 0 1 | 43 13 23

    f1 f1 + 2f3f2 f2 + 2f3

    1 0 0 | 53 23 430 1 0 | 23 23 130 0 1 | 43 13 23

    Luego, la inversa es:

    A1 =

    53 23 4323 23 1343 13 23

    .

    (b)

    2 1 2 | 1 0 03 0 2 | 0 1 02 1 2 | 0 0 1

    f3 f3 + f1 2 1 2 | 1 0 03 0 2 | 0 1 0

    0 0 0 | 1 0 1

    Como r(A) < 3, la matriz A no es invertible.

    (c)

    2 1 2 | 1 0 03 0 2 | 0 1 02 1 2 | 0 0 1

    f1 f1 + f2 1 1 0 | 1 1 03 0 2 | 0 1 0

    2 1 2 | 0 0 1

    4

  • f2 f2 3f1f3 f3 2f1

    1 1 0 | 1 1 00 3 2 | 3 2 00 1 2 | 2 2 1

    f3 f3 1 1 0 | 1 1 00 3 2 | 3 2 0

    0 1 2 | 2 2 1

    f2 f3

    1 1 0 | 1 1 00 1 2 | 2 2 10 3 2 | 3 2 0

    f1 f1 f2f3 f3 + 3f2

    1 0 2 | 1 1 10 1 2 | 2 2 10 0 4 | 3 4 3

    f3 14f3

    1 0 2 | 1 1 10 1 2 | 2 2 10 0 4 | 34 1 34

    f1 f1 2f3f2 f2 + 2f3

    1 0 0 | 12 1 120 1 0 | 12 0 120 0 1 | 34 1 34

    Luego, la inversa es:

    A1 =

    12 1 12

    12 0

    12

    34 1 34

    .

    (d)

    1 1 2 | 1 0 02 0 1 | 0 1 01 1 1 | 0 0 1

    f1 f1 1 1 2 | 1 0 02 0 1 | 0 1 0

    1 1 1 | 0 0 1

    f2 f2 2f1f3 f3 f1

    1 1 2 | 1 0 00 2 3 | 2 1 00 0 1 | 1 0 1

    f3 f3 1 1 2 | 1 0 00 2 3 | 2 1 0

    0 0 1 | 1 0 1

    f1 f1 2f3

    f2 f2 + 3f3

    1 1 0 | 1 0 20 2 0 | 1 1 30 0 1 | 1 0 1

    f2 12f2 1 1 0 | 1 0 20 1 0 | 12 12 32

    0 0 1 | 1 0 1

    f1 f1 + f2

    1 1 0 | 12 12 120 1 0 | 12 12 320 0 1 | 1 0 1

    Luego, la inversa es:

    A1 =

    12

    12

    12

    12 12 321 0 1

    .

    (e) A1 =

    16

    13

    76

    16

    13

    16

    13 13 43

    .

    5

  • (f) A1 =

    35 2 2525 35 25

    15 1 15

    .

    (g) A1 =

    26 5 310 2 17 1 1

    .(h) A1 =

    1 4 00 2 11 1 2

    .3. El rango es:

    (a) r(A) = 1.

    (b) r(A) = 3.

    (c) r(A) = 3.

    (d) r(A) = 2.

    (e) r(A) = 2.

    6