Matemática — Cálculo Múltipla Escolha

A solução do sistema de equações abaixo pode ser realizada por quais procedimentos numéricos? 3x₁² + 5x₂ = 13 2x₁ + x₂³ = 6

A solução do sistema de equações abaixo pode ser realizada por quais procedimentos numéricos?

3x₁² + 5x₂ = 13
2x₁ + x₂³ = 6

  1. Método de Newton
  2. Método de Gauss-Jordan
  3. Método de Eliminação de Gauss
  4. Método de Gauss-Jacobi ou Gauss-Seidel

Resolução completa

Explicação passo a passo

A
Alternativa A

Alternativa A - Método de Newton

Análise da Questão

Para responder corretamente, é necessário identificar a natureza matemática do sistema de equações apresentado na imagem.

O sistema mostrado é:
\begin{cases} 3x_1^2 + 5x_2 = 13 \\ 2x_1 + x_2^3 = 6 \end{cases}

Observe os termos das variáveis:

  • Na primeira equação, temos x_1^2 (grau 2).
  • Na segunda equação, temos x_2^3 (grau 3).

Devido à presença de potências diferentes de 1, este é um Sistema Não Linear.

Comparação dos Métodos

Os métodos numéricos listados têm aplicações distintas baseadas na linearidade do problema:

MétodoAplicabilidade PrincipalPor que não se aplica aqui?
Eliminação de Gauss / Gauss-JordanSistemas Lineares (Ax=b)Exigem que todas as variáveis estejam com expoente 1.
Gauss-Jacobi / Gauss-SeidelSistemas Lineares (Iterativo)Também exigem linearidade para garantir convergência direta.
Método de NewtonSistemas Não LinearesUsa derivadas (Matriz Jacobiana) para aproximar soluções de funções complexas.

Conclusão

O Método de Newton (também conhecido como Newton-Raphson para sistemas) é o procedimento padrão para resolver numericamente sistemas de equações não lineares. Ele funciona aproximando o sistema complexo por um sistema linear em cada passo da iteração até encontrar a solução.

Portanto, a única alternativa adequada para o sistema apresentado é a Alternativa A.

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