A P LI C A Ç Ã O
P R ÁT I C A D E
S I S T E M A S
L I N E A R E S N O
M U N D O R E A L
2.
• Objetivos
• 1.Identificar e classificar sistemas lineares quanto à existência e número de soluções.
• 2. Aplicar métodos de resolução para determinar a natureza das soluções de sistemas
lineares.
• 3. Desenvolver habilidades analíticas para discutir a compatibilidade e indeterminação de
sistemas lineares.
3.
• Contextualização
• Ossistemas lineares estão presentes em diversas situações do nosso cotidiano, desde a
organização financeira de uma empresa até a otimização de processos industriais. Por
exemplo, na engenharia, sistemas lineares são utilizados para analisar circuitos elétricos e
estruturas mecânicas, enquanto na economia eles ajudam a resolver problemas de otimização,
como maximizar lucros ou minimizar custos. No mercado financeiro, esses sistemas são
usados para modelar e prever comportamentos de investimentos. Esses exemplos ilustram
como a habilidade de discutir e resolver sistemas lineares é essencial para entender e modelar
problemas complexos, facilitando a tomada de decisões mais assertivas e eficientes.
4.
• Relevância doTema
•A relevância dos sistemas lineares no contexto atual é imensa, pois essas ferramentas são
fundamentais em diversas áreas como engenharia, economia, ciência da computação e
administração.A habilidade de resolver sistemas lineares promove o raciocínio lógico e a
capacidade de resolver problemas complexos, competências altamente valorizadas no mercado
de trabalho e essenciais para a tomada de decisões estratégicas e operacionais em qualquer
organização.
5.
• Teorema deRouché-Capelli
• OTeorema de Rouché-Capelli é um critério utilizado para discutir a compatibilidade de
sistemas lineares. Ele estabelece que um sistema linear é compatível se, e somente se, o posto
da matriz dos coeficientes for igual ao posto da matriz aumentada.
• Posto da Matriz: Número de linhas (ou colunas) linearmente independentes.
• Compatibilidade: Sistema compatível se postos das matrizes forem iguais.
• Incompatibilidade: Sistema incompatível se postos das matrizes forem diferentes.
6.
• Aplicações Práticas
•Engenharia:Análise de circuitos elétricos e estruturas mecânicas utilizando sistemas lineares.
• Economia: Resolução de problemas de otimização, como maximização de lucros ou
minimização de custos.
• Ciência da Computação: Desenvolvimento de algoritmos para resolver problemas complexos
através de sistemas lineares.
7.
• Termos Chave
•Sistema Linear: Conjunto de equações lineares.
• Solução Única: Quando um sistema possui uma única solução.
• Solução Impossível: Quando um sistema não possui solução.
• Soluções Infinitas: Quando um sistema possui infinitas soluções.
• Teorema de Rouché-Capelli: Critério para discutir a compatibilidade de sistemas lineares.
• Posto da Matriz: Número de linhas ou colunas linearmente independentes em uma matriz.
8.
• Perguntas
• Comoa habilidade de resolver sistemas lineares pode influenciar na tomada de decisões
empresariais?
• De que maneira os diferentes métodos de resolução de sistemas lineares podem ser aplicados
em situações do cotidiano?
• Por que é importante compreender a compatibilidade e a indeterminação de sistemas lineares
em projetos de engenharia?
9.
• Conclusões
• ParaRefletir
• Os sistemas lineares são ferramentas poderosas que encontramos em várias áreas do
conhecimento. Desde a engenharia, onde são utilizados para analisar circuitos e estruturas, até a
economia e administração, onde ajudam a resolver problemas de otimização, como
maximização de lucros e minimização de custos. Compreender a classificação e a resolução de
sistemas lineares é fundamental para modelar e resolver problemas complexos, facilitando a
tomada de decisões mais assertivas e eficientes.A habilidade de discutir a compatibilidade e a
indeterminação desses sistemas não só enriquece o conhecimento teórico dos alunos, mas
também os prepara para enfrentar desafios práticos no mercado de trabalho.
10.
MINI DESAFIO -DESAFIO PRÁTICO: OTIMIZANDO
RECURSOS DE PRODUÇÃO
• A fábrica XYZ produz dois produtos,A e B. O lucro por unidade de A é $40 e o lucro por
unidade de B é $30.A produção de A requer 2 horas de trabalho e 1 kg de material, enquanto
a produção de B requer 1 hora de trabalho e 2 kg de material.A fábrica tem um total de 100
horas de trabalho e 80 kg de material disponíveis por mês. Determine a quantidade de cada
produto que a fábrica deve produzir para maximizar o lucro.
11.
• Formule osistema de equações lineares que representa o problema.
• Identifique as restrições do sistema.
• Resolva o sistema utilizando um dos métodos de resolução de sua escolha (substituição,
eliminação ou matriz aumentada).
• Encontre a solução ótima que maximiza o lucro.
• Prepare uma breve apresentação explicando o raciocínio utilizado e a solução encontrada.