Enunciado
Álgebra Linear e Geometria Analítica - Anton - Álgebra Linear- Ed: 10º - Capítulo 9.1 - Ex. 1
- Use o método do Exemplo 1 e a decomposição LU
Para resolver o sistema
Passo 1
Vamos lembrar que a fatoração LU possui duas matrizes:
- L: é uma matriz triangular inferior e possui a diagonal principal com o número 1
- U: é uma matriz triangular superior
Tá, mais ainda não conseguiu enxergar? Se lembre o que o triângulo são os números, e não o zero! Vejamos um exemplo:
Lembrando que podem ser quais quer números!
Maaaas, você reparou que as matrizes estão diferentes da LU?
É isso que o exercício quer! Ele quer como no exemplo e como como a fatoração LU!
Passo 2
Como vamos resolver? Vamos pegar os valores de e e colocar em uma matriz:
Então a nossa matriz é:
Agora vamos fazer um escalonamento, e percebemos que temos de zerar onde está o -2
Passo 3
Como foi dito, temos que zerar o -2 primeiro, mas como fazemos isso? Primeiro vamos ter que descobrir qual número vamos multiplicar pelo nosso pivô 3 para dar 2 (porque somando ), assim
Então multiplicaremos a primeira linha pelo valor que encontramos
Maas quando for passar a matriz, a linha que estamos multiplicando sempre copiamos! Assim como na primeira linha e na primeira coluna está o 3, multiplicamos por e somamos com o valor da segunda linha e da mesma coluna, e repetimos o passo:
Logo, temos a matriz U!
Passo 4
Agora, para a gente montar a matriz L, temos que lembrar como ela é:
Substituímos o pelo oposto do multiplicador, ou seja, o
Passo 5
Para saber se está certo a resposta, veremos se
Assim, fazendo a multiplicação de matrizes teremos
Assim, temos certeza eu as matrizes L e U estão corretas!
Passo 6
Vamos fazer o método no qual está escrito no exemplo do exercício, começando com o escalonamento. A diferença que normalmente fazemos e escalonamento por “baixo, dessa vez faremos por cima, e o multiplicador será:
Logo, como 5 será o pivô, multiplicaremos da segunda para a primeira linha
Assim
Passo 7
Agora a segunda matriz terá esse formato:
Colocando as incógnitas em um sistema, teremos
Só que você consegue perceber que já na primeira equação, que 3 não é igual a ? Logo, percebemos que o sistema proposto pelo exercício não é válido!
Passo 8
Finalmente resolvendo o sistema
Assim