Método de reducción

Un método para resolver sistemas de ecuaciones lineales es el llamado método de reducción, que consiste en simplificar el sistema realizando operaciones aritméticas entre las ecuaciones.

$$$\left.\begin{array}{c} x+y=2 \\ -x+y=-4 \end{array} \right\}$$$ Si a la segunda ecuación se le suma la primera se anula la $$x$$, con lo que enseguida podemos conocer el valor de $$y$$. Se podría expresar la operación de la siguiente forma: $$$\begin{eqnarray} & & -x+y=-4 \\ &+ & \underline{ \ x \ \ +y= \ 2} \\ & & \ 0 \ \ +2y=2 \end{eqnarray}$$$ La ecuación resultante es equivalente a la segunda, por lo que puede intercambiarse en el sistema inicial: $$$\left.\begin{array}{c} x+y=2 \\ 2y=-2 \end{array} \right\}$$$ De esta nueva segunda ecuación se deduce inmediatamente que: $$$2y=-2 \Rightarrow y=-\dfrac{2}{2}=-1$$$ Con una de las incógnitas resueltas ya sólo hay que sustituir su valor en la primera ecuación para conocer $$x$$: $$$x+y=2 \Rightarrow x-1=2 \Rightarrow x=2+1=3$$$ De modo que la solución al sistema es $$x=3, y=-1$$.

Para comprobar que los cálculos son correctos se pueden sustituir los valores en cada una de las ecuaciones y ver que, efectivamente, se cumplen las igualdades.

A veces será necesario multiplicar o dividir toda una ecuación por un determinado número para conseguir anular una de las incógnitas de una ecuación.

$$$\left.\begin{array}{c} \dfrac{x}{2}+4y=\dfrac{3}{2} \\ -x-y=-4 \end{array} \right\}$$$ Se podría multiplicar la segunda ecuación por $$4$$ y sumarla a la primera, con lo que se conseguiría eliminar $$y$$, o dividir la primera ecuación entre $$2$$ para luego sumarla a la segunda. Mejor esta última opción, puesto que se eliminan los denominadores:

$$$\Big[\dfrac{x}{2}+4y=\dfrac{3}{2}\Big]\cdot2 \Rightarrow x+8y=3$$$

La ecuación resultante es equivalente a la primera, así que se pueden intercambiar en el sistema: $$$\left.\begin{array}{c} x+8y=3 \\ -x-y=-4 \end{array} \right\}$$$ La suma de ambas ecuaciones permite conocer el valor de y directamente: $$$\begin{eqnarray} & & \ x \ +8y=3 \\ &+ & \underline{-x -y= -4} \\ & & \ 0 \ \ +7y=-1 \end{eqnarray} \Rightarrow y=-\dfrac{1}{7}$$$ Ahora se puede sustituir este valor en la primera ecuación para hallar el de $$x$$: $$$x=3-8y \Rightarrow x=3-8\cdot(-\dfrac{1}{7}) \Rightarrow x=\dfrac{21+8}{7}=\dfrac{29}{7}$$$ Luego, la solución al sistema es $$x=\dfrac{29}{7}, y=-\dfrac{1}{7}$$.

Recordatorio:

El método de reducción o de eliminación consiste en realizar operaciones aritméticas entre ecuaciones para conseguir ecuaciones equivalentes con menos incógnitas, más fáciles de despejar y calcular. Cabe recordar que si se suman, restan, multiplican o dividen todos los términos de una ecuación con un mismo número (distinto de 0) se obtiene una ecuación equivalente.