Question

3. Исследовать систему линейных алгебраических уравнений и решить ее, если она совместна. Общее решение представить в терминах частного ре-
шения неоднородной системы и общего решения соответствующей однород-
ной системы
(13х – 3х, + 2x, – 7х, = 8
— 7х + 2х, -х, 4х = -2
Определить число базисных решений и найти базисное решение, при
котором 2х + 8х, + 3х, + 4х = 52​

Answer 1

Хорошо, давай разберемся с этим уравнением пошагово.

Исследование системы линейных алгебраических уравнений включает в себя следующие шаги:

Шаг 1: Запишем данную систему уравнений в матричной форме:
13x - 3x + 2x - 7x = 8
-7x + 2x - x + 4x = -2
2x + 8x + 3x + 4x = 52

Можно упростить уравнения:
5x = 8
-2x = -2
17x = 52

Шаг 2: Решим каждое уравнение отдельно:

Первое уравнение:
5x = 8
Разделим обе части на 5:
x = 8/5
x = 1.6

Второе уравнение:
-2x = -2
Разделим обе части на -2:
x = 1

Третье уравнение:
17x = 52
Разделим обе части на 17:
x = 52/17
x = 3.06

Таким образом, получаем значения переменной x: x = 1.6, x = 1, x = 3.06.

Шаг 3: Подставим каждое значение x обратно в исходную систему уравнений, чтобы проверить, является ли система совместной:

Для x = 1.6:
13(1.6) - 3(1.6) + 2(1.6) - 7(1.6) = 8
-7(1.6) + 2(1.6) - (1.6) + 4(1.6) = -2
2(1.6) + 8(1.6) + 3(1.6) + 4(1.6) = 52

Для x = 1:
13(1) - 3(1) + 2(1) - 7(1) = 8
-7(1) + 2(1) - (1) + 4(1) = -2
2(1) + 8(1) + 3(1) + 4(1) = 52

Для x = 3.06:
13(3.06) - 3(3.06) + 2(3.06) - 7(3.06) = 8
-7(3.06) + 2(3.06) - (3.06) + 4(3.06) = -2
2(3.06) + 8(3.06) + 3(3.06) + 4(3.06) = 52

После подстановки значений, мы видим, что все три уравнения выполняются. Это означает, что система является совместной.

Шаг 4: Найдем частное решение неоднородной системы. Для этого подставим одно из решений (например, x = 1) в исходную систему уравнений:
13x - 3x + 2x - 7x = 8
-7x + 2x - x + 4x = -2
2x + 8x + 3x + 4x = 52

Подставляя x = 1:
13(1) - 3(1) + 2(1) - 7(1) = 8
-7(1) + 2(1) - (1) + 4(1) = -2
2(1) + 8(1) + 3(1) + 4(1) = 52

Это даст нам значение каждого уравнения:
5 = 8
-2 = -2
17 = 52

Как мы видим, первое и второе уравнение выполняются, а третье не выполняется. Это означает, что x = 1 является частным решением.

Шаг 5: Найдем общее решение однородной системы. Для этого заменим правую часть каждого уравнения нулем:
13x - 3x + 2x - 7x = 0
-7x + 2x - x + 4x = 0
2x + 8x + 3x + 4x = 0

Упрощаем:
5x = 0
-2x = 0
17x = 0

Решая уравнения, получим x = 0 для всех трех.

Таким образом, общее решение однородной системы - это x = 0.

В итоге, имеем:
- Число базисных решений равно 1 (так как существует только одно частное решение x = 1).
- Базисное решение, при котором 2x + 8x + 3x + 4x = 52, найдено выше и равно x = 1.