SISTEMES D'EQUACIONS

Solucions d'un sistema compatible indeterminat

Farem un exemple de discussió i resolució de sistema compatible indeterminat.

El sistema és:

obre taula atributs alineació columna right fin atributs fila cel·la 3 x menys 2 y més 7 z igual 1 fi cel·la fila cel·la x menys 5 y més 2 z igual 8 fi cel·la fila cel·la menys 2 x més 10 y menys 4 z igual menys 16 fi cel·la fi taula tanca claus fletxa doble dreta espai espai obre parèntesis taula fila 3 cel·la menys 2 fi cel·la 7 1 fila 1 cel·la menys 5 fi cel·la 2 8 fila cel·la menys 2 fi cel·la 10 cel·la menys 4 fi cel·la cel·la menys 16 fi cel·la fi taula tanca parèntesis

fixeu-vos que podem intercanviar les dues primeres files (per tal de que el primer element sigui un 1) i fins i tot podem dividir per 2 la tercera fila. D'aquesta manera tenim:

obre parèntesis taula fila 1 cel·la menys 5 fi cel·la 2 8 fila 3 cel·la menys 2 fi cel·la 7 1 fila cel·la menys 2 fi cel·la 10 cel·la menys 4 fi cel·la cel·la menys 16 fi cel·la fi taula tanca parèntesis

esglaonant:

obre parèntesis taula fila 1 cel·la menys 5 fi cel·la 2 8 fila 3 cel·la menys 2 fi cel·la 7 1 fila cel·la menys 2 fi cel·la 10 cel·la menys 4 fi cel·la cel·la menys 16 fi cel·la fi taula tanca parèntesis fletxa dreta obre parèntesis taula fila 1 cel·la menys 5 fi cel·la 2 8 fila 0 13 1 cel·la menys 23 fi cel·la fila 0 0 0 0 fi taula tanca parèntesis

Discussió (classificació):

(Teorema Rouché-Fröbenius)

rang matriu coeficients = rang matriu ampliada = 2 => compatible

rang = 2 < nombe d'incògnites = 3 => compatible indeterminat

les infinites solucions es poden expressar en funció d'1 paràmetre (ja que la diferència entre el nombre d'incògnites i el rang és 1)

Solució:

Començant per la 2a equació:

13y + z = -23

agafarem y com el paràmetre λ

13y + z = -23 => z = -13λ - 23

substituint en la 1a equació x -5y +2z =8 queda:

x - 5λ + 2(-13λ - 23) = 8 => x - 5λ - 26λ - 46 = 8 =>

x = 54 + 41λ

Per tant les solucions són

obre claus taula fila cel·la negreta x negreta igual negreta 54 negreta més negreta 41 negreta lambda negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai fi cel·la fila cel·la negreta y negreta igual negreta lambda negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai negreta espai fi cel·la fila cel·la negreta z negreta igual negreta menys negreta 13 negreta lambda negreta menys negreta 23 fi cel·la fi taula tanca espai espai espai espai per tot normal lambda pertany IR

(per tot lambda pertany normal nombres reals es llegeix com "per a tot lambda pertanyent als reals", vol dir simplement que lambda pot ser qualsevol nombre real)

o bé les podem expressar com:

parèntesi esquerre negreta 54 negreta més negreta 41 negreta lambda negreta coma negreta espai negreta espai negreta lambda negreta coma negreta espai negreta menys negreta 13 negreta lambda negreta menys negreta 23 negreta parèntesi dret