matem aticas avanzadas para ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf ·...

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Matem´ aticas Avanzadas para Ingenier´ ıa Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizaci´ on de matrices Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020 Grupo: Matr´ ıcula: Nombre: Tipo:-1 1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales: x 0 = 13 x + 60 y y 0 = -5 x - 22 y sujeto a las condiciones iniciales: x(0) = 3,y(0) = -3 Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1) Respuesta: 2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales: x 0 = -5 x - 20 y + 12 z y 0 = -6 x - 23 y + 14 z z 0 = -12 x - 52 y + 31 z sujeto a las condiciones iniciales: x(0) = 1 y(0) = -1 z(0) = -1 Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1) Respuesta: 3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales: x 0 = x - 6 y +4 z y 0 = x - 7 y +5 z z 0 =3 x - 12 y +8 z sujeto a las condiciones iniciales: x(t = 0) = -2 y(t = 0) = 1 z(t = 0) = 2 Determine el valor de t> 0 tal que x(t)= -22.08 Respuesta: 4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales ˙ x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasif´ ıquellos para cada una de las siguientes matrices A: a) 1 49 13 -13 -13 b) 1 29 4 -1 -1 c) 1 29 24 - 4 3 - 4 3 d) 1 - 49 15 15 15 e) 1 - 65 36 9 9 de acuerdo a las siguientes categor´ ıas: 1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en un disco en el plano fase. 2) Asint´ oticamente estable: El comportamiento de to- das las soluciones particulares a largo plazo es irse al origen en el plano fase. 3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu- yo comportamiento a largo plazo es divergente. Respuesta: 5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales ˙ x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasif´ ıquellos para cada una de las siguientes matrices A: a) 21 4 - 5 2 5 4 - 5 4 4 -1 1 -1 -8 8 -2 5 - 31 4 15 2 - 11 4 23 4 b) - 1 8 5 4 - 5 8 5 8 1 2 -1 1 -1 - 13 2 11 -3 7 - 65 8 57 4 - 45 8 77 8 c) 65 12 - 17 6 17 12 - 17 12 4 -1 1 -1 -6 5 -1 3 - 67 12 25 6 - 19 12 43 12 d) - 69 4 13 2 - 13 4 13 4 -14 -2 0 -1 18 -5 1 -3 55 4 11 2 - 9 4 9 4 e) - 1 4 1 2 - 1 4 1 4 5 2 - 19 4 9 4 - 7 2 15 2 - 35 4 17 4 - 13 2 5 4 5 4 - 1 2 3 4

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Page 1: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:-1

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 13x + 60 y

y′ = −5x− 22 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 3, y(0) = −3

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −5x− 20 y + 12 z

y′ = −6x− 23 y + 14 z

z′ = −12x− 52 y + 31 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 1

y(0) = −1

z(0) = −1

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = x− 6 y + 4 z

y′ = x− 7 y + 5 z

z′ = 3x− 12 y + 8 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = −2

y(t = 0) = 1

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = −22.08

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 49

13

−13 −13

]

b)

[1 29

4

−1 −1

]c)

[1 29

24

− 43 − 4

3

]d)

[1 − 49

15

15 15

]e)

[1 − 65

36

9 9

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

214 − 5

254 − 5

4

4 −1 1 −1

−8 8 −2 5

− 314

152 − 11

4234

b)

− 1

854 − 5

858

12 −1 1 −1

− 132 11 −3 7

− 658

574 − 45

8778

c)

6512 − 17

61712 − 17

12

4 −1 1 −1

−6 5 −1 3

− 6712

256 − 19

124312

d)

− 69

4132 − 13

4134

−14 −2 0 −1

18 −5 1 −3554

112 − 9

494

e)

− 1

412 − 1

414

52 − 19

494 − 7

2152 − 35

4174 − 13

254

54 − 1

234

Page 2: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: -1 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Los obreros, dentro de la poblacion activa de un paıs, se

clasifican en dos categorıas profesionales: obreros especia-

lizados y obreros no especializados. Suponga que

Cada trabajador activo tiene solo un hijo que sera un

obrero.

El 80 por ciento de los hijos de los obreros especiali-

zados sera un obrero especializado.

El 51 por ciento de los hijos de los obreros no espe-

cializados seran obreros no especializados

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion del grupo obreros especia-

lizados. Reporte el porcentaje como un numero entre 0 y

1.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion formada por profesionistas varones

egresados anualmente dividida en dos grupos: los egresa-

dos de la universidad Multicampus X y el grupo comple-

mentario. Suponga que

1) Cada profesionista del grupo tiene solo un hijo varon

que hara una carrera profesional.

2) El 86 por ciento de los hijos referidos que estudiaron

en X estudiara en X.

3) El 54 por ciento de los hijos referidos del grupo com-

plementario no estudiara en X.

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion egresados de X. Reporte

el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Suponga que solo existen tres lecherıas en el merca-

do:Leche Lola, Leche LosPuentes, y Leche ParmaLac.

Suponga que de un mes a otro

Lola retiene el 75 % de sus clientes, atrae 30 % de los

clientes de Los Puentes, y atrae 45 % de los clientes

de ParmaLac

Los puentes retiene 55 % de sus clientes, atrae 10 %

de los clientes de Lola, y atrae 30 % de los clientes

de ParmaLac

ParmaLac retiene 25 % de sus clientes, atrae el 15 %

de los clientes de Lola, y atrae el 15 % de los clientes

de BODL(Los puentes)

Suponga el tamano de la poblacion no cambia. Determi-

ne los porcentajes (en orden y expresados de 0 a 1) largo

plazo de la distribucion de clientes de BODL(Lola), Los

puentes, y ParmaLac.

Respuesta:

Page 3: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:0

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 22x + 18 y

y′ = −24x− 20 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1, y(0) = −2

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 5x− 6 y + 6 z

y′ = 9x− 12 y + 13 z

z′ = 12x− 12 y + 11 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1

y(0) = −1

z(0) = 2

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 10x− 18 y + 12 z

y′ = 22x− 39 y + 26 z

z′ = 28x− 46 y + 30 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = −2

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = −129.6

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 − 9

4

11 11

]

b)

[1 145

44

−11 −11

]c)

[1 − 197

60

15 15

]d)

[1 5

−1 −1

]e)

[1 25

12

− 13 − 1

3

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

− 43

613

436

12

5312 − 19

12 − 173 − 5

4

− 2912 − 11

1276 − 3

4

− 174

54

112

34

b)

4 −4 −4 −1

− 4728

17728 4 65

28

− 4728 − 47

28 4 3728

13128 − 65

28 −7 − 3728

c)

− 7

2 −4 72 −1

238

278 − 7

2 − 58

− 378 − 37

8 4 − 138

18

58

12

138

d)

− 13

4 − 94

134 0

− 94 − 13

4 0 − 134

− 112 − 9

2134 − 9

492

112 − 9

4134

e)

− 5

2 0 52 1

− 1324 − 25

2412 − 1

24

− 4924 − 1

24 2 2324

3724

2524 − 3

2 − 2324

Page 4: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 0 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Supongamos que la probabilidad de que un fumador siga

fumando al ano siguiente es 70 %, mientras que la proba-

bilidad de que un no fumador continue sin fumar es de

90 %. Determine el porcentajes de fumadores a la larga.

Respuesta:

7. Suponga una zona metropolitana que consta de solo dos

ciudades. Digamos la ciudad A y la ciudad B. Suponga

tambien que el total de la poblacion en la zona metropoli-

tana se mantiene constante. Suponga que se sabe que, en

un ano, de los que viven en la ciudad A solo se quedaran

en A el 55 % y los restantes se mudaran a B. Por otro

lado, se sabe que de los que viven en B se quedara el 85 %

y los restantes se mudaran a A. ¿Cual sera el porcentaje

(expresado de 0 a 1) de los que viviran en A?

Respuesta:

8. Suponga que solo existen tres lecherıas en el merca-

do:Leche Lola, Leche LosPuentes, y Leche ParmaLac.

Suponga que de un mes a otro

Lola retiene el 80 % de sus clientes, atrae 25 % de los

clientes de Los Puentes, y atrae 40 % de los clientes

de ParmaLac

Los puentes retiene 50 % de sus clientes, atrae 5 %

de los clientes de Lola, y atrae 25 % de los clientes

de ParmaLac

ParmaLac retiene 35 % de sus clientes, atrae el 15 %

de los clientes de Lola, y atrae el 25 % de los clientes

de BODL(Los puentes)

Suponga el tamano de la poblacion no cambia. Determi-

ne los porcentajes (en orden y expresados de 0 a 1) largo

plazo de la distribucion de clientes de BODL(Lola), Los

puentes, y ParmaLac.

Respuesta:

Page 5: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:1

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −21x + 8 y

y′ = −40x + 15 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 1, y(0) = 1

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −9x− 18 y + 22 z

y′ = −20x− 41 y + 50 z

z′ = −20x− 45 y + 54 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1

y(0) = 2

z(0) = −1

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 4x− 9 y + 6 z

y′ = 10x− 21 y + 14 z

z′ = 16x− 28 y + 18 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = 2

y(t = 0) = −2

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = 37.95

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 5

4

−1 −1

]

b)

[1 − 145

52

13 13

]c)

[1 325

68

−17 −17

]d)

[1 49

48

− 43 − 4

3

]e)

[1 19

4

−17 −17

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

− 1

2 0 172

14

− 16 − 1

3 − 496 − 11

12

0 0 −6 54

0 0 −7 0

b)

1 0 1

373

−2 3 113 − 31

3

0 0 23

13

0 0 − 13 0

c)

1 0 −3 7

12

−1 2 5 − 5512

0 0 4 − 1712

0 0 3 0

d)

94 − 5

4 − 32

294

174 − 9

4 − 172

514

0 0 0 14

0 0 −1 0

e)

− 1

4 0 334

1114

− 120 − 1

5 − 16320 − 69

70

0 0 −6 97

0 0 −7 0

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Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 1 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Supongamos que la probabilidad de que un fumador siga

fumando al ano siguiente es 45 %, mientras que la probabi-

lidad de que un no fumador continue sin fumar es de 75 %.

Determine el porcentajes de no fumadores a la larga.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion formada por profesionistas varones

egresados anualmente dividida en dos grupos: los egresa-

dos de la universidad Multicampus X y el grupo comple-

mentario. Suponga que

1) Cada profesionista del grupo tiene solo un hijo varon

que hara una carrera profesional.

2) El 87 por ciento de los hijos referidos que estudiaron

en X estudiara en X.

3) El 64 por ciento de los hijos referidos del grupo com-

plementario no estudiara en X.

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion egresados de X. Reporte

el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Suponga que solo existen tres lecherıas en el merca-

do:Leche Lola, Leche LosPuentes, y Leche ParmaLac.

Suponga que de un mes a otro

Lola retiene el 85 % de sus clientes, atrae 25 % de los

clientes de Los Puentes, y atrae 60 % de los clientes

de ParmaLac

Los puentes retiene 60 % de sus clientes, atrae 5 %

de los clientes de Lola, y atrae 5 % de los clientes de

ParmaLac

ParmaLac retiene 35 % de sus clientes, atrae el 10 %

de los clientes de Lola, y atrae el 15 % de los clientes

de BODL(Los puentes)

Suponga el tamano de la poblacion no cambia. Determi-

ne los porcentajes (en orden y expresados de 0 a 1) largo

plazo de la distribucion de clientes de BODL(Lola), Los

puentes, y ParmaLac.

Respuesta:

Page 7: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:2

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −23x + 10 y

y′ = −50x + 22 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 3, y(0) = −1

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 21x− 25 y + 14 z

y′ = 46x− 56 y + 32 z

z′ = 58x− 70 y + 40 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1

y(0) = −1

z(0) = 1

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 10x− 8 y + 5 z

y′ = 24x− 19 y + 12 z

z′ = 24x− 18 y + 11 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = −1

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = 1

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = −30.06

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 36

35

− 75 − 7

5

]

b)

[1 13

4

−11 −11

]c)

[1 5

−1 −1

]d)

[1 − 9

7

7 7

]e)

[1 13

8

− 12 − 1

2

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

2 −2 −1 2

− 712 3 1 − 19

12

− 712 −3 1 29

12

−2 −1 1 1

b)

16

10912 − 1

12 − 263

− 2312 − 97

12112

7112

− 1312

313 − 1

3 − 13712

− 16 − 1

12112 − 1

3

c)

4 7

3 −2 − 43

− 6112 − 4

3 2 − 34

− 3712

13 1 − 41

12

−4 −2 2 1

d)

92

134 − 9

4 −1

− 274 − 9

494 − 9

494

174 − 9

4 − 214

− 92 − 9

494 0

e)

16

6112 − 1

12 − 143

− 2930 − 49

12112

4315

− 215

193 − 1

3 − 9715

− 16 − 1

12112 − 1

3

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Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 2 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Suponga una zona metropolitana que consta de solo dos

ciudades. Digamos la ciudad A y la ciudad B. Suponga

tambien que el total de la poblacion en la zona metropoli-

tana se mantiene constante. Suponga que se sabe que, en

un ano, de los que viven en la ciudad A solo se quedaran

en A el 50 % y los restantes se mudaran a B. Por otro

lado, se sabe que de los que viven en B se quedara el 70 %

y los restantes se mudaran a A. ¿Cual sera el porcentaje

(expresado de 0 a 1) de los que viviran en A?

Respuesta:

7. Suponga la poblacion de profesionistas hombres divididos

en dos grupos: el grupo I formado por aquellos que tra-

bajan en el area que estudiaron y el grupo II que es el

complementario. Suponga que

Cada uno de ellos tiene solo un hijo que estudiara

una carrera universitaria.

Que el 79 por ciento de hijos de padres en el grupo I

quedaran en el grupo I

Que el 61 por ciento de hijos de padres en el grupo

II quedaran en el grupo II

Null Utilice una cadena de Markov para modelar el com-

portamiento generacional. Indique el menor valor propio

de la matriz de transicion y ademas el porcentaje en esta-

do estable que tendra la poblacion del grupo I. Reporte el

porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. En la actualidad hay tres planes de inversion A, B y C

disponibles para los empleados de una empresa. Un em-

pleado solo puede usar un plan a la vez y puede cambiar al

final de ano si ası lo desea. La probabilidad de que alguien

que esta en el plan A quede en el mismo plan es 80 %, de

que elija el plan B es de 10 % y de que elija el plan C es de

10 %. La probabilidad de que alguien que esta en el plan

B quede en el mismo plan es 60 %, de que elija el plan A

es de 35 % y de que elija el plan C es de 5 %. La proba-

bilidad de que alguien que esta en el plan C quede en el

mismo plan es 30 %, de que elija el plan A es de 45 % y de

que elija el plan B es de 25 %. Reporte en orden crecien-

te los valores propios de la matriz de transicion. Ademas,

expresando los porcentajes como un numero entre 0 y 1,

indique en orden cual es la distribucion de los empleados

en los planes A y B.

Respuesta:

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Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:3

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −14x− 15 y

y′ = 12x + 13 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 3, y(0) = −3

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −7x− 4 y + 7 z

y′ = −18x− 8 y + 16 z

z′ = −18x− 12 y + 20 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 2

y(0) = −2

z(0) = 2

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 7x− 6 y + 4 z

y′ = 15x− 13 y + 9 z

z′ = 15x− 12 y + 8 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = −1

y(t = 0) = −2

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = 27.29

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 5

4

−1 −1

]

b)

[1 36

35

− 57 − 5

7

]c)

[1 − 5

4

7 7

]d)

[1 29

24

− 32 − 3

2

]e)

[1 25

9

−9 −9

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

−18 9 − 26

3533

− 714

354 − 35

4714

−4 54 −3 4

−4 54 − 8

3113

b)

− 2

313 − 4

353

− 113

103 − 10

3113

23 −2 5

3 − 23

23 −2 2

313

c)

− 3

4 − 14 − 3

474

−1 0 −1 2

− 134 2 − 5

494

−2 34 −1 2

d)

−3 1 0 2

−3 1 −1 3

− 258 2 − 17

8258

− 178 1 − 1

898

e)

−14 7 − 27

4554

− 695

345 − 34

5695

− 12235

65 − 87

3512235

− 12235

65 − 313

140453140

Page 10: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 3 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Suponga una zona metropolitana que consta de solo dos

ciudades. Digamos la ciudad A y la ciudad B. Suponga

tambien que el total de la poblacion en la zona metropoli-

tana se mantiene constante. Suponga que se sabe que, en

un ano, de los que viven en la ciudad A solo se quedaran

en A el 80 % y los restantes se mudaran a B. Por otro

lado, se sabe que de los que viven en B se quedara el 90 %

y los restantes se mudaran a A. ¿Cual sera el porcentaje

(expresado de 0 a 1) de los que viviran en A?

Respuesta:

7. Supongamos que la probabilidad de que un fumador siga

fumando al ano siguiente es 60 %, mientras que la probabi-

lidad de que un no fumador continue sin fumar es de 90 %.

Determine el porcentajes de no fumadores a la larga.

Respuesta:

8. Supongamos que no es posible que en un ano, un indi-

viduo pase de ser rico a ser pobre o viceversa, sin pasar

primero por la clase media. En un ano, si un individuo es

rico, pasara a estar en la clase media con probabilidad 23

y si es pobre, pasara a estar en la clase media con la mis-

ma probabilidad. Si ya esta en la clase media, habra 13 de

probabilidad de que siga estando en ella, 13 de que se vuel-

va rico, y 13 de que se empobrezca. Utilice una cadena de

Markov para modelar el comportamiento anual . Indique

el menor valor propio de la matriz de transicion y ademas

el porcentaje en estado estable que tendra la clase media.

Reporte el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

Page 11: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:4

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 11x− 36 y

y′ = 6x− 19 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 1, y(0) = 2

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −6x− 2 y + 6 z

y′ = −8x− y + 7 z

z′ = −8x− 4 y + 10 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 2

y(0) = 2

z(0) = −1

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −5x− 3 y + 7 z

y′ = −6x− 4 y + 9 z

z′ = −6x− 6 y + 11 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = 2

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = 1

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = −14.52

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 64

63

− 97 − 9

7

]

b)

[1 9

8

− 12 − 1

2

]c)

[1 89

60

− 35 − 3

5

]d)

[1 5

4

−1 −1

]e)

[1 − 5

12

3 3

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

1 55

125512 −3

1 1712 − 7

12 0

−1 5512

7912 −3

0 6512

6512 −2

b)

3 −1 −3 1

−5 1 4 −1

5 −3 −6 2

0 −5 −5 2

c)

− 1

3 − 16312 − 163

12233

112 − 53

12 − 256

43

− 112 − 163

12 − 836

233

0 − 874 − 87

4 10

d)

1 5

454 −1

1 34 − 5

4 0

−1 54

134 −1

0 34

34 0

e)

1 − 1

3 − 13

13

2 − 13 − 10

3 0

−2 − 13

83

13

0 −3 −3 43

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Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 4 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Supongamos que la probabilidad de que un fumador siga

fumando al ano siguiente es 50 %, mientras que la probabi-

lidad de que un no fumador continue sin fumar es de 80 %.

Determine el porcentajes de no fumadores a la larga.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion de profesionistas hombres divididos

en dos grupos: el grupo I formado por aquellos que tra-

bajan en el area que estudiaron y el grupo II que es el

complementario. Suponga que

Cada uno de ellos tiene solo un hijo que estudiara

una carrera universitaria.

Que el 90 por ciento de hijos de padres en el grupo I

quedaran en el grupo I

Que el 60 por ciento de hijos de padres en el grupo

II quedaran en el grupo II

Null Utilice una cadena de Markov para modelar el com-

portamiento generacional. Indique el menor valor propio

de la matriz de transicion y ademas el porcentaje en esta-

do estable que tendra la poblacion del grupo I. Reporte el

porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Supongamos que no es posible que en un ano, un indi-

viduo pase de ser rico a ser pobre o viceversa, sin pasar

primero por la clase media. En un ano, si un individuo es

rico, pasara a estar en la clase media con probabilidad 57

y si es pobre, pasara a estar en la clase media con la mis-

ma probabilidad. Si ya esta en la clase media, habra 13 de

probabilidad de que siga estando en ella, 13 de que se vuel-

va rico, y 13 de que se empobrezca. Utilice una cadena de

Markov para modelar el comportamiento anual . Indique

el menor valor propio de la matriz de transicion y ademas

el porcentaje en estado estable que tendra la clase media.

Reporte el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

Page 13: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:5

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −7x + 3 y

y′ = −6x + 2 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 2, y(0) = −1

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −10x− 12 y + 10 z

y′ = −12x− 14 y + 12 z

z′ = −24x− 36 y + 28 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 2

y(0) = −2

z(0) = −2

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −22x− 4 y + 10 z

y′ = −20x− 8 y + 11 z

z′ = −40x− 10 y + 19 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = 1

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = 1

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = −1.336

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 193

140

− 57 − 5

7

]

b)

[1 29

4

−1 −1

]c)

[1 36

35

− 57 − 5

7

]d)

[1 145

44

−11 −11

]e)

[1 25

24

− 32 − 3

2

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

−2 − 101

4 − 494 14

−1 0 1 1

1 −22 −12 10

−1 − 174 − 9

4 2

b)

− 17

4 0 0 254

− 134

174

134

134

134 − 25

4 − 174 − 9

4

− 134 0 0 17

4

c)

− 1

5 − 2427140 − 318

35415

0 − 14 0 0

0 − 554 −7 7

0 − 9928 − 16

7 1

d)

103 0 0 − 16

313

23 − 1

3 − 13

− 13

163

103 − 8

313 0 0 2

3

e)

−2 − 22

5 − 1115

143

−1 0 1 1

1 − 103 − 8

323

−1 − 3115 − 1

15 2

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Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 5 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Suponga la poblacion formada por profesionistas varones

egresados anualmente dividida en dos grupos: los egresa-

dos de la universidad Multicampus X y el grupo comple-

mentario. Suponga que

1) Cada profesionista del grupo tiene solo un hijo varon

que hara una carrera profesional.

2) El 86 por ciento de los hijos referidos que estudiaron

en X estudiara en X.

3) El 62 por ciento de los hijos referidos del grupo com-

plementario no estudiara en X.

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion egresados de X. Reporte

el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion de profesionistas hombres divididos

en dos grupos: el grupo I formado por aquellos que tra-

bajan en el area que estudiaron y el grupo II que es el

complementario. Suponga que

Cada uno de ellos tiene solo un hijo que estudiara

una carrera universitaria.

Que el 77 por ciento de hijos de padres en el grupo I

quedaran en el grupo I

Que el 59 por ciento de hijos de padres en el grupo

II quedaran en el grupo II

Null Utilice una cadena de Markov para modelar el com-

portamiento generacional. Indique el menor valor propio

de la matriz de transicion y ademas el porcentaje en esta-

do estable que tendra la poblacion del grupo I. Reporte el

porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Supongamos que no es posible que en un ano, un indi-

viduo pase de ser rico a ser pobre o viceversa, sin pasar

primero por la clase media. En un ano, si un individuo es

rico, pasara a estar en la clase media con probabilidad 34

y si es pobre, pasara a estar en la clase media con la mis-

ma probabilidad. Si ya esta en la clase media, habra 13 de

probabilidad de que siga estando en ella, 13 de que se vuel-

va rico, y 13 de que se empobrezca. Utilice una cadena de

Markov para modelar el comportamiento anual . Indique

el menor valor propio de la matriz de transicion y ademas

el porcentaje en estado estable que tendra la clase media.

Reporte el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

Page 15: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:6

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 17x + 60 y

y′ = −5x− 18 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −2, y(0) = 3

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −8 y + 6 z

y′ = −x− 8 y + 7 z

z′ = x− 14 y + 11 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −2

y(0) = −1

z(0) = 1

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 5x− 16 y + 10 z

y′ = 6x− 19 y + 12 z

z′ = 9x− 26 y + 16 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = 2

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = 0.7358

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 21

4

−19 −19

]

b)

[1 4

3

− 13 − 1

3

]c)

[1 81

17

−17 −17

]d)

[1 − 7

4

9 9

]e)

[1 5

−1 −1

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

− 25

8 − 758

334 − 49

8

0 −1 0 0

0 1 −1 098

518 − 17

4178

b)

− 87

4 − 3214

1212 − 159

4

0 −1 0 0

0 1 −1 0194

694 − 23

2234

c)

234

654 − 29

2394

0 4 0 0

0 3 1 0

− 34 − 9

432

14

d)

−3 −10 10 −5

0 0 −1 0

0 1 0 0

2 8 −4 3

e)

− 65

7 − 4957140

73728 − 121

7

0 − 15 0 0

0 120 − 1

4 0167

22728 − 163

28237

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Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 6 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Suponga la poblacion formada por profesionistas varones

egresados anualmente dividida en dos grupos: los egresa-

dos de la universidad Multicampus X y el grupo comple-

mentario. Suponga que

1) Cada profesionista del grupo tiene solo un hijo varon

que hara una carrera profesional.

2) El 75 por ciento de los hijos referidos que estudiaron

en X estudiara en X.

3) El 57 por ciento de los hijos referidos del grupo com-

plementario no estudiara en X.

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion egresados de X. Reporte

el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

7. Suponga una zona metropolitana que consta de solo dos

ciudades. Digamos la ciudad A y la ciudad B. Suponga

tambien que el total de la poblacion en la zona metropoli-

tana se mantiene constante. Suponga que se sabe que, en

un ano, de los que viven en la ciudad A solo se quedaran

en A el 45 % y los restantes se mudaran a B. Por otro

lado, se sabe que de los que viven en B se quedara el 85 %

y los restantes se mudaran a A. ¿Cual sera el porcentaje

(expresado de 0 a 1) de los que viviran en A?

Respuesta:

8. En 1965, la industria automotriz determino que el 40 % de

los americanos poseedores de autos conducıa autos gran-

des, el 20 % conducıa autos medianos y el 40 % conducıa

autos chicos. Una segunda investigacion en 1975 mostro

que el 80 % de los que conducıan autos grandes aun po-

seıa autos grandes, pero el 15 % habıa cambiado a autos

medianos y el 5 % habıa cambiado autos chicos. De aque-

llos que poseıan autos medianos, el 40 % conducıa autos

grandes, el 55 % seguıa conduciendo autos medianos y el

5 % conducıa autos chicos. De aquellos que poseıan autos

chicos, el 55 % conducıa autos grandes, el 15 % conducıa

autos medianos y el 30 % seguıa conduciendo autos chicos.

Suponiendo que esta tendencia continue y que se modele

la situacion mediante cadenas de Markov, reporte en or-

den creciente los valores propios de la matriz de transicion.

Ademas, expresando los porcentajes como un numero en-

tre 0 y 1, indique en orden cual es la distribucion a largo

plazo de la conduccion de autos grandes y medianos.

Respuesta:

Page 17: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:7

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −19x + 9 y

y′ = −42x + 20 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1, y(0) = 1

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 35x− 40 y + 22 z

y′ = 80x− 91 y + 50 z

z′ = 98x− 110 y + 60 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −2

y(0) = 1

z(0) = 1

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −9x− 6 y + 8 z

y′ = −12x− 19 y + 20 z

z′ = −12x− 18 y + 19 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = −2

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = 0.3144

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 65

48

− 34 − 3

4

]

b)

[1 5

4

−2 −2

]c)

[1 − 5

12

3 3

]d)

[1 49

48

− 34 − 3

4

]e)

[1 2

−1 −1

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

2 0 −5 −5

−1 1 3 4

1 2 0 1

0 −2 −2 −3

b)

43 0 − 15

4 − 154

− 13 3 11

3173

13 0 − 2

3 − 53

0 0 0 1

c)

10 0 − 87

4 − 874

−9 0 18 19

9 1 −17 −15

0 −1 −1 −3

d)

43 0 −3 −3

− 13 3 11

3173

13 0 − 2

3 − 53

0 0 0 1

e)

6 0 − 64

5 − 645

−5 − 14

394

596

5 0 −10 − 293

0 0 0 − 13

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Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 7 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Los obreros, dentro de la poblacion activa de un paıs, se

clasifican en dos categorıas profesionales: obreros especia-

lizados y obreros no especializados. Suponga que

Cada trabajador activo tiene solo un hijo que sera un

obrero.

El 85 por ciento de los hijos de los obreros especiali-

zados sera un obrero especializado.

El 63 por ciento de los hijos de los obreros no espe-

cializados seran obreros no especializados

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion del grupo obreros especia-

lizados. Reporte el porcentaje como un numero entre 0 y

1.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion formada por profesionistas varones

egresados anualmente dividida en dos grupos: los egresa-

dos de la universidad Multicampus X y el grupo comple-

mentario. Suponga que

1) Cada profesionista del grupo tiene solo un hijo varon

que hara una carrera profesional.

2) El 81 por ciento de los hijos referidos que estudiaron

en X estudiara en X.

3) El 63 por ciento de los hijos referidos del grupo com-

plementario no estudiara en X.

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion egresados de X. Reporte

el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Suponga que solo existen tres lecherıas en el merca-

do:Leche Lola, Leche LosPuentes, y Leche ParmaLac.

Suponga que de un mes a otro

Lola retiene el 80 % de sus clientes, atrae 30 % de los

clientes de Los Puentes, y atrae 60 % de los clientes

de ParmaLac

Los puentes retiene 50 % de sus clientes, atrae 10 %

de los clientes de Lola, y atrae 5 % de los clientes de

ParmaLac

ParmaLac retiene 35 % de sus clientes, atrae el 10 %

de los clientes de Lola, y atrae el 20 % de los clientes

de BODL(Los puentes)

Suponga el tamano de la poblacion no cambia. Determi-

ne los porcentajes (en orden y expresados de 0 a 1) largo

plazo de la distribucion de clientes de BODL(Lola), Los

puentes, y ParmaLac.

Respuesta:

Page 19: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:8

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −25x + 24 y

y′ = −18x + 17 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 1, y(0) = −3

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = x− 10 y + 7 z

y′ = x− 12 y + 9 z

z′ = 4x− 20 y + 14 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = 1

y(0) = 2

z(0) = −2

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = −3x− 2 y + 4 z

y′ = −4x− 2 y + 5 z

z′ = −4x− 4 y + 7 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = 2

y(t = 0) = −2

z(t = 0) = 2

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = 22.72

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 257

60

−15 −15

]

b)

[1 36

35

− 75 − 7

5

]c)

[1 19

4

−17 −17

]d)

[1 29

4

−1 −1

]e)

[1 − 145

52

13 13

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

10 0 87

4 0

0 − 13 0 0

−9 0 −18 0

9 112

714 − 1

4

b)

52 0 121

24 0

0 −2 −1 −1

− 32 0 −3 032 1 3 0

c)

2 0 5 0

0 −1 −2 −2

−1 0 −2 0

1 1 3 1

d)

32 0 25

8 0

0 1 0 0

− 12 0 −1 012 3 5 4

e)

6 0 64

5 0

0 − 13 0 0

−5 0 −10 0

5 112

394 − 1

4

Page 20: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 8 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Suponga la poblacion formada por profesionistas varones

egresados anualmente dividida en dos grupos: los egresa-

dos de la universidad Multicampus X y el grupo comple-

mentario. Suponga que

1) Cada profesionista del grupo tiene solo un hijo varon

que hara una carrera profesional.

2) El 84 por ciento de los hijos referidos que estudiaron

en X estudiara en X.

3) El 56 por ciento de los hijos referidos del grupo com-

plementario no estudiara en X.

Utilice una cadena de Markov para modelar el compor-

tamiento generacional. Indique el menor valor propio de

la matriz de transicion y ademas el porcentaje en estado

estable que tendra la poblacion egresados de X. Reporte

el porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion de profesionistas hombres divididos

en dos grupos: el grupo I formado por aquellos que tra-

bajan en el area que estudiaron y el grupo II que es el

complementario. Suponga que

Cada uno de ellos tiene solo un hijo que estudiara

una carrera universitaria.

Que el 87 por ciento de hijos de padres en el grupo I

quedaran en el grupo I

Que el 50 por ciento de hijos de padres en el grupo

II quedaran en el grupo II

Null Utilice una cadena de Markov para modelar el com-

portamiento generacional. Indique el menor valor propio

de la matriz de transicion y ademas el porcentaje en esta-

do estable que tendra la poblacion del grupo I. Reporte el

porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Suponga que solo existen tres lecherıas en el merca-

do:Leche Lola, Leche LosPuentes, y Leche ParmaLac.

Suponga que de un mes a otro

Lola retiene el 80 % de sus clientes, atrae 40 % de los

clientes de Los Puentes, y atrae 65 % de los clientes

de ParmaLac

Los puentes retiene 50 % de sus clientes, atrae 15 %

de los clientes de Lola, y atrae 15 % de los clientes

de ParmaLac

ParmaLac retiene 20 % de sus clientes, atrae el 5 %

de los clientes de Lola, y atrae el 10 % de los clientes

de BODL(Los puentes)

Suponga el tamano de la poblacion no cambia. Determi-

ne los porcentajes (en orden y expresados de 0 a 1) largo

plazo de la distribucion de clientes de BODL(Lola), Los

puentes, y ParmaLac.

Respuesta:

Page 21: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Matematicas Avanzadas para IngenierıaTarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices

Maestro Eduardo Uresti, Agosto-Diciembre 2020

Grupo: Matrıcula: Nombre: Tipo:9

1. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 7x + 9 y

y′ = −12x− 14 y

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1, y(0) = −2

Como respuesta determine x(t = 1) y y(t = 1)

Respuesta:

2. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 7x− 14 y + 10 z

y′ = 12x− 28 y + 21 z

z′ = 16x− 34 y + 25 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(0) = −1

y(0) = −1

z(0) = −2

Como respuesta determine x(t = 1), y(t = 1) y z(t = 1)

Respuesta:

3. Resuelva el sistema de ecuaciones diferenciales:

x′ = 7x− 6 y + 4 z

y′ = 15x− 13 y + 9 z

z′ = 15x− 12 y + 8 z

sujeto a las condiciones iniciales:

x(t = 0) = −2

y(t = 0) = 2

z(t = 0) = −1

Determine el valor de t > 0 tal que x(t) = −53.49

Respuesta:

4. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

[1 36

35

− 75 − 7

5

]

b)

[1 15

4

−13 −13

]c)

[1 5

4

−1 −1

]d)

[1 17

12

− 23 − 2

3

]e)

[1 − 1

3

3 3

]de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable: El comportamiento de todas las soluciones

particulares a largo plazo es quedarse atrapadas en

un disco en el plano fase.

2) Asintoticamente estable: El comportamiento de to-

das las soluciones particulares a largo plazo es irse al

origen en el plano fase.

3) Inestable: Existen algunas soluciones particulares cu-

yo comportamiento a largo plazo es divergente.

Respuesta:

5. Considere los sistemas de ecuaciones diferenciales lineales

x = Ax alrededor del punto de equilibrio. Clasifıquellos

para cada una de las siguientes matrices A:

a)

1120

9120 − 15

4 − 45

0 − 13 0 0

45

6715 −4 − 4

51120 − 47

6054 − 4

5

b)

− 7

818 0 − 1

8

1 0 −1 098

98 −2 − 1

818 − 15

8 1 − 18

c)

0 −1 1 −1

2 3 −2 0

3 4 −2 −1

2 1 0 −1

d)

378

338 − 7

2 − 58

0 1 0 058

98

12 − 5

8378

378 −3 − 5

8

e)

4728 − 177

28 4 6528

0 1 0 0

− 6528 − 261

28 8 6528

4728

4728 −3 65

28

Page 22: Matem aticas Avanzadas para Ingenier acb.mty.itesm.mx/ma3002/alumno/tareas/ma3002-hw18a.pdf · 2020. 8. 19. · Lola retiene el 75% de sus clientes, atrae 30% de los clientes de Los

Ma3002, Tarea 18: Aplicaciones de diagonalizacion de matrices, Tipo: 9 2

de acuerdo a las siguientes categorıas:

1) Estable

2) Asintoticamente estable

3) Inestable

Respuesta:

6. Supongamos que la probabilidad de que un fumador siga

fumando al ano siguiente es 70 %, mientras que la probabi-

lidad de que un no fumador continue sin fumar es de 80 %.

Determine el porcentajes de no fumadores a la larga.

Respuesta:

7. Suponga la poblacion de profesionistas hombres divididos

en dos grupos: el grupo I formado por aquellos que tra-

bajan en el area que estudiaron y el grupo II que es el

complementario. Suponga que

Cada uno de ellos tiene solo un hijo que estudiara

una carrera universitaria.

Que el 84 por ciento de hijos de padres en el grupo I

quedaran en el grupo I

Que el 61 por ciento de hijos de padres en el grupo

II quedaran en el grupo II

Null Utilice una cadena de Markov para modelar el com-

portamiento generacional. Indique el menor valor propio

de la matriz de transicion y ademas el porcentaje en esta-

do estable que tendra la poblacion del grupo I. Reporte el

porcentaje como un numero entre 0 y 1.

Respuesta:

8. Suponga que solo existen tres lecherıas en el merca-

do:Leche Lola, Leche LosPuentes, y Leche ParmaLac.

Suponga que de un mes a otro

Lola retiene el 85 % de sus clientes, atrae 50 % de los

clientes de Los Puentes, y atrae 45 % de los clientes

de ParmaLac

Los puentes retiene 45 % de sus clientes, atrae 10 %

de los clientes de Lola, y atrae 35 % de los clientes

de ParmaLac

ParmaLac retiene 20 % de sus clientes, atrae el 5 %

de los clientes de Lola, y atrae el 5 % de los clientes

de BODL(Los puentes)

Suponga el tamano de la poblacion no cambia. Determi-

ne los porcentajes (en orden y expresados de 0 a 1) largo

plazo de la distribucion de clientes de BODL(Lola), Los

puentes, y ParmaLac.

Respuesta: