Collins King
01/03/2023 · Elementary School
1.- Encontrar el conjunto solución sobre C: \( \left\{\begin{array}{c}(1+i) x-i y+2 z=0 \\ i x+i y-z=0\end{array}\right. \)
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Step-by-step Solution
Para resolver el sistema de ecuaciones sobre los números complejos \( \mathbb{C} \):
\[
\begin{cases}
(1+i)x - iy + 2z = 0 \\
ix + iy - z = 0
\end{cases}
\]
Vamos a resolverlo paso a paso.
### Paso 1: Escribir el sistema en forma matricial
Podemos escribir el sistema en forma matricial como:
\[
\begin{pmatrix}
1+i & -i & 2 \\
i & i & -1
\end{pmatrix}
\begin{pmatrix}
x \\
y \\
z
\end{pmatrix}
=
\begin{pmatrix}
0 \\
0
\end{pmatrix}
\]
### Paso 2: Resolver el sistema
Para resolver el sistema, podemos usar el método de eliminación de Gauss. Comenzamos con la primera ecuación:
\[
(1+i)x - iy + 2z = 0
\]
De aquí, podemos despejar \( z \):
\[
2z = - (1+i)x + iy \implies z = -\frac{(1+i)}{2}x + \frac{iy}{2}
\]
Ahora sustituimos \( z \) en la segunda ecuación:
\[
ix + iy - z = 0
\]
Sustituyendo \( z \):
\[
ix + iy - \left(-\frac{(1+i)}{2}x + \frac{iy}{2}\right) = 0
\]
Simplificamos:
\[
ix + iy + \frac{(1+i)}{2}x - \frac{iy}{2} = 0
\]
Agrupamos términos:
\[
\left(i + \frac{(1+i)}{2}\right)x + \left(i - \frac{i}{2}\right)y = 0
\]
Calculamos los coeficientes:
1. Para \( x \):
\[
i + \frac{1}{2} + \frac{i}{2} = \frac{1}{2} + \frac{3i}{2}
\]
2. Para \( y \):
\[
i - \frac{i}{2} = \frac{i}{2}
\]
Por lo tanto, la ecuación se convierte en:
\[
\left(\frac{1}{2} + \frac{3i}{2}\right)x + \frac{i}{2}y = 0
\]
### Paso 3: Encontrar la relación entre \( x \) y \( y \)
Para que esta ecuación se cumpla, podemos escribir:
\[
\frac{1}{2} + \frac{3i}{2} \neq 0 \implies x = -\frac{\frac{i}{2}}{\frac{1}{2} + \frac{3i}{2}}y
\]
Multiplicamos por \( 2 \) para simplificar:
\[
x = -\frac{i}{1 + 3i}y
\]
Multiplicamos el numerador y el denominador por el conjugado del denominador:
\[
x = -\frac{i(1 - 3i)}{(1 + 3i)(1 - 3i)}y = -\frac{i - 3}{1 + 9}y = -\frac{i - 3}{10}y
\]
### Paso 4: Expresar \( z \) en términos de \( y \)
Sustituyendo \( x \) en la expresión de \( z \):
\[
z = -\frac{(1+i)}{2} \left(-\frac{i - 3}{10}y\right) + \frac{iy}{2}
\]
Simplificamos:
\[
z = \frac{(1+i)(i - 3)}{20}y + \frac{iy}{2}
\]
Calculamos \( (1+i)(i - 3) \):
\[
(1+i)(i - 3) = i - 3 + i^2 - 3i = -2 - 2i
\]
Por lo tanto:
\[
z = \frac{-2 - 2i}{20}y + \frac{iy}{2} = -\frac{1 + i}{10}y + \frac{iy}{2}
\]
### Paso 5: Expresar \( z \) en términos de \( y \)
Ahora, combinamos los términos:
\[
z = \left(-\frac{1 + i}{10} + \frac{5i}{10}\right)y = \left(-\frac{1}{10
Quick Answer
El conjunto solución sobre \( C \) es \( x = -\frac{i - 3}{10}y \), \( z = \left(-\frac{1 + i}{10} + \frac{5i}{10}\right)y \).
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