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Considera el sistema de ecuaciones lineales definido por

[tex]\[ (x, y, z) \in \mathbb{R}^3 \text{ tal que } \left\{\begin{aligned}
x - y + z &= \frac{11}{5}, \\
2y + z &= \frac{1}{5}, \\
10z &= 2.
\end{aligned}\right. \][/tex]

Aplica el método de sustitución eligiendo primero la incógnita [tex]\( y \)[/tex] de la segunda ecuación, y halla la solución del sistema de ecuaciones propuesto. Además, verifica que la solución es

[tex]\[ \left(2, 0, \frac{1}{5}\right). \][/tex]


Sagot :

Claro, vamos a resolver el sistema de ecuaciones lineales paso a paso usando el método de sustitución.

Dado el sistema de ecuaciones:

[tex]\[ \begin{cases} x - y + z = \frac{11}{5} \quad \text{(1)} \\ 2y + z = \frac{1}{5} \quad \text{(2)} \\ 10z = 2 \quad \text{(3)} \end{cases} \][/tex]

Paso 1: Resolver la ecuación (3) para [tex]\( z \)[/tex]

La tercera ecuación es:

[tex]\[ 10z = 2 \][/tex]

Dividimos ambos lados entre 10:

[tex]\[ z = \frac{2}{10} = \frac{1}{5} \][/tex]

Paso 2: Sustituir [tex]\( z = \frac{1}{5} \)[/tex] en la ecuación (2) para encontrar [tex]\( y \)[/tex]

La segunda ecuación es:

[tex]\[ 2y + z = \frac{1}{5} \][/tex]

Sustituimos [tex]\( z = \frac{1}{5} \)[/tex]:

[tex]\[ 2y + \frac{1}{5} = \frac{1}{5} \][/tex]

Restamos [tex]\(\frac{1}{5}\)[/tex] de ambos lados:

[tex]\[ 2y = \frac{1}{5} - \frac{1}{5} = 0 \][/tex]

Dividimos ambos lados entre 2:

[tex]\[ y = 0 \][/tex]

Paso 3: Sustituir [tex]\( y = 0 \)[/tex] y [tex]\( z = \frac{1}{5} \)[/tex] en la ecuación (1) para encontrar [tex]\( x \)[/tex]

La primera ecuación es:

[tex]\[ x - y + z = \frac{11}{5} \][/tex]

Sustituimos [tex]\( y = 0 \)[/tex] y [tex]\( z = \frac{1}{5} \)[/tex]:

[tex]\[ x - 0 + \frac{1}{5} = \frac{11}{5} \][/tex]

Simplificamos:

[tex]\[ x + \frac{1}{5} = \frac{11}{5} \][/tex]

Restamos [tex]\(\frac{1}{5}\)[/tex] de ambos lados:

[tex]\[ x = \frac{11}{5} - \frac{1}{5} = \frac{10}{5} = 2 \][/tex]

Solución:

Entonces, la solución del sistema de ecuaciones es:

[tex]\[ (x, y, z) = \left(2, 0, \frac{1}{5}\right) \][/tex]

Verificación:

Verificamos la solución en las tres ecuaciones originales:

1. Primera ecuación:
[tex]\[ x - y + z = 2 - 0 + \frac{1}{5} = 2 + \frac{1}{5} = \frac{10}{5} + \frac{1}{5} = \frac{11}{5} \][/tex]

2. Segunda ecuación:
[tex]\[ 2y + z = 2 \cdot 0 + \frac{1}{5} = 0 + \frac{1}{5} = \frac{1}{5} \][/tex]

3. Tercera ecuación:
[tex]\[ 10z = 10 \cdot \frac{1}{5} = 2 \][/tex]

Dado que la solución verifica todas las ecuaciones, hemos confirmado que la solución del sistema es:

[tex]\[ \left(2, 0, \frac{1}{5}\right) \][/tex]