studia zadanie z macierzy postać bazowa
nick1: Rozwiąż układ równań liniowych przez sprowadzenie ich do postaci bazowej. Znajdź wszystkie
rozwiązania bazowe.
x1 − 2x2 − x3 + x4 = 3
x1 − x2 − x3 + 2x4 = 1
2x1 − 3x2 − 2x3 + 3x4 = 4
Stworzyłem macierz U:
1 −2 −1 1 | 3
U = 1 −1 −1 2 | 1
2 −3 −2 3 | 4
Metodą operacji elementarnych przekształciłem macierz U do postaci bazowej:
1 0 −1 3 | −1
0 1 0 1 | −2
0 0 0 0 | 0
Stworzyłem układ równań jaki mi wyszedł:
x1 − x3 + 3x4 = −1
x2 + x4 = −2
Wyznaczyłem postać ogólną rozwiązania:
x1 = −3t2 + t1 − 1
x2 = −t2 − 2
x3 = t1 ; t1 ∊ R
x4 = t2 ; t2 ∊ R
I w tym miejscu się zatrzymałem... Nie mam pojęcia jak wyliczyć rozwiązania bazowe. Pomoże
ktoś?
Przy okazji mógłby ktoś sprawdzić czy wcześniej nie popełniłem jakiegoś błędu.
6 lis 19:44
wredulus_pospolitus:
rozwiązanie 'bazowe' to takie gdy 'narzucasz' że n−k niewawiadomych jest równa 0.
Więc mamy takie możliwości:
1. x1 = 0 i x 2 = 0
2. x1 = 0 i x3 = 0
3. x1 = 0 i x4 = 0
4. x2 = 0 i x3 = 0
5. x3 = 0 i x4 = 0
(jedynie x2 = 0 i x4 = 0 jest niemożliwe do zajścia −−− mam nadzieję, że widzisz dlaczego).
6 lis 19:58
nick1: Właśnie nie za bardzo rozumiem od momentu rozwiązań bazowych...
W moim przykładzie zmiennymi bazowymi są niewiadome x
1 i x
2, bo ich współczynniki są
elementami macierzy jednostkowej. (def. z której korzystam: "Niewiadome x
1 ,x
2 , ... , x
r ,
których współczynniki są elementami macierzy I
r nazywamy zmiennymi bazowymi.")
Natomiast zmiennymi niebazowymi w tym przypadku są niewiadome x
3 i x
4 i jest ich n−r (n −
liczba niewiadomych, r − liczba równań układu). I tutaj już coś pomieszałem, bo mam dwie
zmienne niebazowe, a n−r wychodzi mi 1 (4 niewiadome − 3 układy równań = 1)
Rozwiązanie bazowe układu to takie rozwiązanie, w którym zakładamy, że wszystkie zmienne
niebazowe są równe 0 (tak jak napisałeś). Liczba rozwiązań bazowych układu nie jest większa od
| | | | |
| . I tutaj znowu czegoś nie rozumiem. | = 4, a u ciebie tych rozwiązań jest 5, |
| | |
więc gdzieś zgubiłem jeszcze jedno rozwiązanie.
Dlaczego x
2 = 0 i x
4 = 0 jest niemożliwe do zajścia? Ponieważ jeśli x
2 przyrównamy do 0 to
wyjdzie t
2 = −2, a t
2 to x
4, które zostało przyrównane do 0, a −2 ≠ 0.
wreduluspospolitus liczę na twoją pomoc i mam nadzieję, że mi wytłumaczysz
6 lis 20:50
wredulus_pospolitus:
| | |
Ja widzę 2 równania, a nie trzy −−− stąd | = 6, ale z wiadomych powodów ten jeden o |
| |
którym pisałem jest niemożliwy do spełnienia.
Na chłopski rozum ... rozwiązania bazowe to będą takie rozwiązanie w których PRZYNAJMNIEJ tyle
niewiadomych ile przyjmujesz parametrów, będzie równa 0
| | |
Mamy 4 niewiadome, 'wybieramy sobie 2 które będą zerami' ... stąd | = 6. |
| |
| | |
I w teorii jest powiedziane, że będzie NIE WIĘCEJ NIŻ | rozwiązań. |
| |
| | |
Nam wychodzi 5 co jest nie więcej niż | = 6 |
| |
6 lis 21:05
nick1: Już wiem dlaczego Ty widzisz 2 równania, a ja 3. Ja błędnie patrzyłem na początkowy układ
równań, a Ty patrzysz na "nowy" układ równań wynikający z macierzy bazowej (jest to w sumie
logiczne, macierz BAZOWA − rozwiązanie BAZOWE)
Już zrozumiałem. Wielkie dzięki za pomoc!
6 lis 21:16