Tornar a la portadaMatemàtiques · 2n Batx. CCSS · Canviar d'assignatura
Començar gratis
BATX2 ccss · Matemàtiques
Sistemes d'equacions lineals · Sistemes

La regla de Cramer

Fins ara, per resoldre un sistema de tres incògnites triangulaves amb Gauss. La regla de Cramer ofereix una fórmula directa: cada incògnita és un quocient de dos determinants. No substitueix Gauss —hi ha sistemes on Gauss és més ràpid—, però és imprescindible quan el sistema porta un paràmetre, perquè et permet aïllar sense seguir tots els passos de la triangulació.

Et convé dominar: El mètode de Gauss (1r de Batxillerat)
Et convé dominar: Factorització de polinomis (1r de Batxillerat)

Sistema de Cramer: quan $|A| \ne 0$

Diagrama de decisió: si el determinant de la matriu de coeficients és no nul el sistema és de Cramer i compatible determinat, i si és zero no es pot aplicar la regla. |A||A| ≠ 0sistema de Cramer→ SCD|A| = 0no es pot aplicar
Practica★☆☆Sense començar
Per començar a treballar amb la regla de Cramer, és fonamental identificar quins sistemes permeten el seu ús directe. Donat el sistema de dues equacions amb dues…

Per començar a treballar amb la regla de Cramer, és fonamental identificar quins sistemes permeten el seu ús directe. Donat el sistema de dues equacions amb dues incògnites següent:

$\begin{cases} 3x + 2y = 7 \\ 5x - y = 2 \end{cases}$

  1. a) Calcula el determinant de la matriu dels coeficients, $|A|$.
  2. b) Justifica si és un sistema de tipus Cramer.
  3. c) Troba el valor de la incògnita $x$ calculant únicament el determinant de la matriu associada a aquesta variable, $|A_x|$, i aplicant la fórmula de Cramer.
Resoldre

La regla de Cramer

Construcció de les matrius de Cramer per a dues incògnites substituint els termes independents a la primera o segona columna. A = | 1 2 | Ax = | 8 2 | Ay = | 1 8 | | 2 1 | | 3 1 | | 2 3 | x = |Ax| / |A| y = |Ay| / |A| sistema: x + 2y = 8, 2x + y = 3
Practica★☆☆Sense començar
Aplica la regla de Cramer per resoldre el sistema d'equacions lineals $3 \times 3$ següent. Assegura't de calcular primer el determinant general del sistema per…

Aplica la regla de Cramer per resoldre el sistema d'equacions lineals $3 \times 3$ següent. Assegura't de calcular primer el determinant general del sistema per comprovar que té solució única:

$$\begin{cases} x + y + z = 6 \\ x - y + z = 2 \\ x + y - z = 0 \end{cases}$$
Resoldre

Cramer amb tres incògnites

El procediment és idèntic amb un sistema $3\times3$: quatre determinants d'ordre $3$ ($|A|$, $|A_x|$, $|A_y|$, $|A_z|$) en lloc de tres d'ordre $2$. La feina creix, però la lògica —substituir una columna i dividir— no canvia.

Fórmules de Cramer per a tres incògnites expressant x, y i z com a quocients de determinants entre el determinant de coeficients. x =|Ax| / |A|y =|Ay| / |A|z =|Az| / |A| Ax, Ay, Az: A amb la columna 1a, 2a o 3acanviada per la columna determes independents
Practica★☆☆Sense començar
En un examen de Matemàtiques II, es demana als alumnes que identifiquin sistemes de tipus Cramer sense resoldre'ls. Indica raonadament quin dels sistemes següents no es…

En un examen de Matemàtiques II, es demana als alumnes que identifiquin sistemes de tipus Cramer sense resoldre'ls. Indica raonadament quin dels sistemes següents no es pot resoldre mitjançant la regla de Cramer directament:

  1. a) $\begin{cases} x + y = 5 \\ 2x + 2y = 10 \end{cases}$
  1. b) $\begin{cases} x + 2y = 3 \\ 3x - y = 1 \end{cases}$
  1. c) $\begin{cases} x + y + z = 1 \\ y + z = 2 \\ z = 3 \end{cases}$
Resoldre
Practica★★☆Sense començar
Un equip d'e-sports ha participat en un torneig on s'atorguen punts per partides guanyades ($x$), empatades ($y$) i per objectius secundaris assolits ($z$). El sistema…

Un equip d'e-sports ha participat en un torneig on s'atorguen punts per partides guanyades ($x$), empatades ($y$) i per objectius secundaris assolits ($z$). El sistema que descriu la seva puntuació és el següent:

$\begin{cases} x + y + z = 10 \\ 2x - y + 3z = 13 \\ x + 2y - z = 4 \end{cases}$

Utilitza la regla de Cramer per trobar quantes partides van guanyar, quantes van empatar i quants objectius secundaris van aconseguir.

Resoldre

Cramer amb paràmetre

La força de Cramer es nota amb un paràmetre: pots aïllar una incògnita sense resoldre tot el sistema. Calcules $|A(k)|$ i $|A_i(k)|$ en funció del paràmetre, i el quocient et dona la incògnita simplificada com a fracció algebraica.

Diagrama de resolució d'un sistema amb paràmetre que distingeix els valors en què el determinant no s'anul·la i s'aplica la regla de Cramer d'aquells en què és zero i cal recórrer a Gauss. sistema de Cramer amb paràmetre k(|A(k)| ≠ 0)y(k) = |Ay(k)| / |A(k)|→ fracció algebraica en k
Practica★★★Sense començar
Considera el sistema d'equacions lineals següent dependent del paràmetre real $k$: $$\begin{cases} kx + y + z = 1 \\ x + ky + z = k \\ x + y + kz = k^2 \end{cases}$$ a)…

Considera el sistema d'equacions lineals següent dependent del paràmetre real $k$:

$$\begin{cases} kx + y + z = 1 \\ x + ky + z = k \\ x + y + kz = k^2 \end{cases}$$
  1. a) Discuteix el sistema utilitzant el teorema de Rouché-Frobenius segons els valors de $k$.
  2. b) En el cas que el sistema sigui un sistema de Cramer, resol per a la incògnita $y$ aplicant la regla de Cramer. Expressa el resultat com una fracció algebraica simplificada en termes de $k$.
y = Δᵧ / Δ Δ ≠ 0 (SCD) Rouché-Frobenius: rg(M) = rg(M*) = 3 ? X Y Z (x, y, z) = ? π₁ π₂ π₃ M* = k 1 1 | 1 1 k 1 | k 1 1 k | k² Δᵧ = k 1 1 1 k 1 1 k² k = ?
Resoldre
Practica★★★Sense començar
Es considera el sistema d'equacions: $$\begin{cases} ax + y + z = (a-1)^2 \\ x + ay + z = (a-1) \\ x + y + az = 1 \end{cases}$$ a) Determina els valors de $a$ per als…

Es considera el sistema d'equacions:

$$\begin{cases} ax + y + z = (a-1)^2 \\ x + ay + z = (a-1) \\ x + y + az = 1 \end{cases}$$
  1. a) Determina els valors de $a$ per als quals el sistema no admet la regla de Cramer.
  2. b) Per a $a = 0$, resol el sistema complet utilitzant exclusivament la regla de Cramer.
  3. c) Existeix cap valor de $a$ per al qual el valor de la incògnita $z$ sigui igual a $0$ sent el sistema compatible determinat? Justifica la teva resposta.
Resoldre

Cramer en problemes i equacions matricials

Cramer també serveix per resoldre una sola incògnita sense calcular les altres: si només et demanen $z$, n'hi ha prou amb $|A|$ i $|A_z|$. Això és especialment útil dins de problemes més grans de context, on l'enunciat només pregunta per una de les variables.

Esquema que mostra l'avantatge de Cramer per aïllar una sola variable calculant únicament dos determinants. Només necessites y?Calcula |A| i |Ay|:no cal |Ax| ni |Az|
Practica★★☆Sense començar
Un servei municipal de mobilitat compartida utilitza tres tipus de vehicles: bicicletes urbanes, bicicletes elèctriques i patinets. Es sap que el consum d'energia…

Un servei municipal de mobilitat compartida utilitza tres tipus de vehicles: bicicletes urbanes, bicicletes elèctriques i patinets. Es sap que el consum d'energia setmanal (en centenars de kWh) compleix les relacions següents:

$\begin{cases} 2x + 3y + z = 11 \\ x - 2y + 3z = 6 \\ 3x + y - 2z = -1 \end{cases}$

On $x, y, z$ representen la flota de cada vehicle respectivament. Calcula el nombre d'unitats de cada tipus utilitzant determinants.

Resoldre

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat