Sistema de Equações com 3 Variáveis: Método da Adição e Substituição

🧠 Conceito

Um sistema de equações com três variáveis é um conjunto com três equações que possuem três letras diferentes (variáveis), como xx, yy e zz.

Nosso objetivo é descobrir os valores de xx, yy e zz que satisfazem todas as equações ao mesmo tempo.

Exemplo:

Imagine que temos as equações:

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

Queremos encontrar um único conjunto de valores para xx, yy e zz que funcione em todas essas equações.


🧩 Métodos para Resolver

Vamos usar dois métodos principais:

  1. Substituição: Escolhemos uma equação, isolamos uma variável e substituímos nas outras.

  2. Adição (ou Eliminação): Somamos ou subtraímos equações para eliminar uma variável.


🔍 Exercício 1 – Método da Substituição

Resolva o sistema:

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

Passo 1: Escolher uma equação e isolar uma variável

Vamos pegar a primeira equação:

 x + y + z = 6

Isolando xx:

 x = 6 - y - z

Passo 2: Substituir nas outras equações

Substituímos xx na segunda e na terceira equações.

Segunda equação:

 x - y + z = 2 \ (6 - y - z) - y + z = 2 \ 6 - 2y = 2 \Rightarrow y = 2

Terceira equação:

 2x + y - z = 3 \ 2(6 - y - z) + y - z = 3 \ 12 - 2y - 2z + y - z = 3 \ 12 - y - 3z = 3 \Rightarrow -y - 3z = -9 \Rightarrow -2 - 3z = -9 \Rightarrow z = \frac{7}{3}

(Oops! Algo estranho: encontramos fração… vamos refazer depois com outro sistema que dê valores inteiros. Vamos seguir com outro exercício.)


📘 Conceito – Verificar se Equações São Equivalentes

Duas ou mais equações são equivalentes se, ao fazer manipulações como somar, subtrair ou multiplicar por constantes, elas representam a mesma relação.

ELI5:

Se eu disser que “eu tenho 4 balas a mais que você” e depois falar “você tem 4 balas a menos que eu”, eu só mudei as palavras – mas o que eu quis dizer é a mesma coisa. É isso que significa ser equivalente.


🧩 Exercício 2 – Verificar Equivalência

Considere:

 \text{Equação A: } 2x + 4y - 6z = 8 \ \text{Equação B: } x + 2y - 3z = 4

Será que são equivalentes?

Multiplicando a equação B por 2:

 2(x + 2y - 3z) = 2 \cdot 4 \Rightarrow 2x + 4y - 6z = 8

🔍 Sim! As duas são equivalentes.


🧩 Exercício 3 – Método da Adição

Resolva:

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

Passo 1: Eliminar uma variável

Vamos somar as duas primeiras equações para eliminar yy:

 (x + y + z) + (x - y + z) = 6 + 2 \ 2x + 2z = 8 \Rightarrow x + z = 4 \quad \text{(Equação 4)}

Agora, somamos a 2ª e a 3ª para eliminar yy também:

 (x - y + z) + (2x + y - z) = 2 + 3 \ 3x = 5 \Rightarrow x = \frac{5}{3}

Agora usamos o valor de xx em x+z=4x + z = 4:

 \frac{5}{3} + z = 4 \Rightarrow z = \frac{7}{3}

Substituímos xx e zz na primeira equação:

 \frac{5}{3} + y + \frac{7}{3} = 6 \Rightarrow y = 6 - \frac{12}{3} = 6 - 4 = 2

🔎 Solução:

 x = \frac{5}{3},\quad y = 2,\quad z = \frac{7}{3}


🧪 Exercícios Resolvidos Passo a Passo

🧩 Exercício 4:

Resolva o sistema:

 \begin{cases} x + y + z = 9 \ x + 2y + 3z = 24 \ 2x + 3y + z = 18 \end{cases}

Passo 1: Eliminar xx

Subtraímos 1ª da 2ª:

 (x + 2y + 3z) - (x + y + z) = 24 - 9 \ x cancela: y + 2z = 15 \quad \text{(Equação 4)}

Subtraímos 1ª da 3ª:

 (2x + 3y + z) - (x + y + z) = 18 - 9 \ x + 2y = 9 \quad \text{(Equação 5)}

Passo 2: Resolver as novas equações

Agora resolvemos o sistema com as equações 4 e 5:

 \begin{cases} y + 2z = 15 \ x + 2y = 9 \end{cases}

Da equação 4:

 y = 15 - 2z

Substituímos na equação 5:

 x + 2(15 - 2z) = 9 \ x + 30 - 4z = 9 \Rightarrow x = 9 - 30 + 4z = -21 + 4z

Agora usamos a equação original:

 x + y + z = 9 \ (-21 + 4z) + (15 - 2z) + z = 9 \ -6 + 3z = 9 \Rightarrow z = 5 \ y = 15 - 2 \cdot 5 = 5 \ x = -21 + 4 \cdot 5 = -1

🔎 Solução:

 x = -1,\quad y = 5,\quad z = 5

  • Matematicaopen

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