Algèbre linéaire Exemples

$x + y + z = 2$ , $4 x + 5 y + z = 12$ , $2 x = - 4$

Étape 1

Écrivez le système d’équations sous forme de matrice.

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 4 & 5 & 1 & 12 \\ 2 & 0 & 0 & - 4 \end{array}]$

Étape 2

Déterminez la forme d’échelon en ligne réduite.

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Étape 2.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 4 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

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Étape 2.1.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - 4 R_{1}$ to make the entry at $2, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 4 - 4 \cdot 1 & 5 - 4 \cdot 1 & 1 - 4 \cdot 1 & 12 - 4 \cdot 2 \\ 2 & 0 & 0 & - 4 \end{array}]$

Étape 2.1.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ 2 & 0 & 0 & - 4 \end{array}]$

Étape 2.2

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 2 R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

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Étape 2.2.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - 2 R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ 2 - 2 \cdot 1 & 0 - 2 \cdot 1 & 0 - 2 \cdot 1 & - 4 - 2 \cdot 2 \end{array}]$

Étape 2.2.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ 0 & - 2 & - 2 & - 8 \end{array}]$

Étape 2.3

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} + 2 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

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Étape 2.3.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} + 2 R_{2}$ to make the entry at $3, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ 0 + 2 \cdot 0 & - 2 + 2 \cdot 1 & - 2 + 2 \cdot - 3 & - 8 + 2 \cdot 4 \end{array}]$

Étape 2.3.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ 0 & 0 & - 8 & 0 \end{array}]$

Étape 2.4

Multiply each element of $R_{3}$ by $- \frac{1}{8}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

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Étape 2.4.1

Multiply each element of $R_{3}$ by $- \frac{1}{8}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ - \frac{1}{8} \cdot 0 & - \frac{1}{8} \cdot 0 & - \frac{1}{8} \cdot - 8 & - \frac{1}{8} \cdot 0 \end{array}]$

Étape 2.4.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & - 3 & 4 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 2.5

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} + 3 R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

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Étape 2.5.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} + 3 R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 + 3 \cdot 0 & 1 + 3 \cdot 0 & - 3 + 3 \cdot 1 & 4 + 3 \cdot 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 2.5.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 2 \\ 0 & 1 & 0 & 4 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 2.6

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - R_{3}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

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Étape 2.6.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - R_{3}$ to make the entry at $1, 3$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - 0 & 1 - 0 & 1 - 1 & 2 - 0 \\ 0 & 1 & 0 & 4 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 2.6.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 1 & 0 & 4 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 2.7

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

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Étape 2.7.1

Perform the row operation $R_{1} = R_{1} - R_{2}$ to make the entry at $1, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 - 0 & 1 - 1 & 0 - 0 & 2 - 4 \\ 0 & 1 & 0 & 4 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 2.7.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & - 2 \\ 0 & 1 & 0 & 4 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \end{array}]$

Étape 3

Utilisez la matrice de résultat pour déclarer les solutions finales au système d’équations.

$x = - 2$

$y = 4$

$z = 0$

Étape 4

La solution est l’ensemble des paires ordonnées qui rend le système vrai.

$(- 2, 4, 0)$

Étape 5

Décomposez un vecteur solution en réorganisant chaque équation représentée dans la matrice augmentée en ligne réduite en résolvant pour la variable dépendante sur chaque ligne pour obtenir l’égalité vectorielle.

$X = [\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} - 2 \\ 4 \\ 0 \end{array}]$