Sense gràfics, com decidiu si el següent sistema d'equacions lineals té una solució, infinites solucions o cap solució?

Sense gràfics, com decidiu si el següent sistema d'equacions lineals té una solució, infinites solucions o cap solució?
Anonim

Resposta:

Un sistema de # N Equacions lineals amb # N variables desconegudes que no contenen dependències lineals entre equacions (és a dir, les seves variables) determinant no és zero) tindrà una única solució.

Explicació:

Considerem un sistema de dues equacions lineals amb dues variables desconegudes:

# Axe + Per = C #

# Dx + Ey = F #

Si està parella # (A, B) # no és proporcional a la parella # (D, E) # (és a dir, no hi ha tal nombre # k # això # D = kA # i # E = kB #, que es pot comprovar per condició # A * E-B * D! = 0) llavors hi ha una i només una solució:

# x = (C * E-B * F) / (A * E-B * D) #, # y = (A * F-C * D) / (A * E-B * D) #

Exemple:

# x + y = 3 #

# x-2y = -3 #

Solució:

# x = (3 * (- 2) -1 * (- 3)) / (1 * (- 2) -1 * 1) = 1

# y = (1 * (- 3) -3 * 1) / (1 * (- 2) -1 * 1) = 2

Si està parella # (A, B) # és proporcional a la parella # (D, E) # (el que significa que existeix aquest nombre # k # això # D = kA # i # E = kB #, que es pot comprovar mitjançant una condició # A * E-B * D = 0 #), hi ha dos casos:

(a) nombre infinit de solucions si # C # i # F # són proporcionals amb el mateix coeficient que # A # i # D #, això és # F = kC #, on? # k # és el mateix coeficient de proporcionalitat;

Exemple:

# x + y = 3 #

# 2x + 2y = 6 #

Aquí # k = 2 # per a tots els parells: # D = 2A #, # E = 2B #, # F = 2C #.

La segona equació és una conseqüència trivial de la primera (simplement multipliqueu la primera equació per #2#) i, per tant, no proporciona informació addicional sobre desconegut, reduint el nombre d’equacions de manera efectiva a 1.

(b) cap solució, si #F! = KC #

Exemple:

# x + 4y = 3 #

# 2x + 8y = 5 #

En aquest cas, les equacions es contradiuen, ja que, multiplicant el primer per 2, derivem d’una equació # 2x + 8y = 6 #, que no pot tenir una solució comuna amb # 2x + 8y = 5 # ja que les parts esquerres d'aquestes dues equacions són iguals, però les parts correctes no ho són.