Algèbre linéaire Exemples

$S = {[\begin{array}{c} 2 \\ - 1 \\ 3 \\ 4 \\ 2 \end{array}], [\begin{array}{c} 6 \\ 2 \\ - 1 \\ 3 \\ 4 \end{array}]}$

Étape 1

Écrivez comme une matrice augmentée pour $A x = 0$ .

$[\begin{array}{c} 2 & 6 & 0 \\ - 1 & 2 & 0 \\ 3 & - 1 & 0 \\ 4 & 3 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2

Déterminez la forme d’échelon en ligne réduite.

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Étape 2.1

Multipliez chaque élément de $R_{1}$ par $\frac{1}{2}$ pour faire de l’entrée sur $1, 1$ un $1$ .

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Étape 2.1.1

Multipliez chaque élément de $R_{1}$ par $\frac{1}{2}$ pour faire de l’entrée sur $1, 1$ un $1$ .

$[\begin{array}{c} \frac{2}{2} & \frac{6}{2} & \frac{0}{2} \\ - 1 & 2 & 0 \\ 3 & - 1 & 0 \\ 4 & 3 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2.1.2

Simplifiez $R_{1}$ .

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

Étape 2.2

Réalisez l’opération de ligne $R_{2} = R_{2} + R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $2, 1$ un $0$ .

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Étape 2.2.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{2} = R_{2} + R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $2, 1$ un $0$ .

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

Étape 2.2.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 3 & - 1 & 0 \\ 4 & 3 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2.3

Réalisez l’opération de ligne $R_{3} = R_{3} - 3 R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $3, 1$ un $0$ .

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Étape 2.3.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{3} = R_{3} - 3 R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $3, 1$ un $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 3 - 3 \cdot 1 & - 1 - 3 \cdot 3 & 0 - 3 \cdot 0 \\ 4 & 3 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2.3.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 0 & - 10 & 0 \\ 4 & 3 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2.4

Réalisez l’opération de ligne $R_{4} = R_{4} - 4 R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $4, 1$ un $0$ .

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Étape 2.4.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{4} = R_{4} - 4 R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $4, 1$ un $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 0 & - 10 & 0 \\ 4 - 4 \cdot 1 & 3 - 4 \cdot 3 & 0 - 4 \cdot 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2.4.2

Simplifiez $R_{4}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 0 & - 10 & 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 2 & 4 & 0 \end{array}]$

Étape 2.5

Réalisez l’opération de ligne $R_{5} = R_{5} - 2 R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $5, 1$ un $0$ .

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Étape 2.5.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{5} = R_{5} - 2 R_{1}$ pour faire de l’entrée sur $5, 1$ un $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 0 & - 10 & 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 2 - 2 \cdot 1 & 4 - 2 \cdot 3 & 0 - 2 \cdot 0 \end{array}]$

Étape 2.5.2

Simplifiez $R_{5}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 5 & 0 \\ 0 & - 10 & 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 \end{array}]$

Étape 2.6

Multipliez chaque élément de $R_{2}$ par $\frac{1}{5}$ pour faire de l’entrée sur $2, 2$ un $1$ .

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Étape 2.6.1

Multipliez chaque élément de $R_{2}$ par $\frac{1}{5}$ pour faire de l’entrée sur $2, 2$ un $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ \frac{0}{5} & \frac{5}{5} & \frac{0}{5} \\ 0 & - 10 & 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 \end{array}]$

Étape 2.6.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & - 10 & 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 \end{array}]$

Étape 2.7

Réalisez l’opération de ligne $R_{3} = R_{3} + 10 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $3, 2$ un $0$ .

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Étape 2.7.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{3} = R_{3} + 10 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $3, 2$ un $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 + 10 \cdot 0 & - 10 + 10 \cdot 1 & 0 + 10 \cdot 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 \end{array}]$

Étape 2.7.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & - 9 & 0 \\ 0 & - 2 & 0 \end{array}]$

Étape 2.8

Réalisez l’opération de ligne $R_{4} = R_{4} + 9 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $4, 2$ un $0$ .

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Étape 2.8.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{4} = R_{4} + 9 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $4, 2$ un $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 3 & 0 \\ 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 + 9 \cdot 0 & - 9 + 9 \cdot 1 & 0 + 9 \cdot 0 \\ 0 & - 2 & 0 \end{array}]$

Étape 2.8.2

Simplifiez $R_{4}$ .

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

Étape 2.9

Réalisez l’opération de ligne $R_{5} = R_{5} + 2 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $5, 2$ un $0$ .

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Étape 2.9.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{5} = R_{5} + 2 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $5, 2$ un $0$ .

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

Étape 2.9.2

Simplifiez $R_{5}$ .

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

Étape 2.10

Réalisez l’opération de ligne $R_{1} = R_{1} - 3 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $1, 2$ un $0$ .

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Étape 2.10.1

Réalisez l’opération de ligne $R_{1} = R_{1} - 3 R_{2}$ pour faire de l’entrée sur $1, 2$ un $0$ .

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

Étape 2.10.2

Simplifiez $R_{1}$ .

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

Étape 3

Utilisez la matrice de résultat pour déclarer la solution finale au système d’équations.

$x = 0$

$y = 0$

$0 = 0$

Étape 4

Écrivez un vecteur de solution en résolvant dans les termes des variables libres sur chaque ligne.

$[\begin{array}{c} x \\ y \end{array}] = [\begin{array}{c} 0 \\ 0 \end{array}]$

Étape 5

Écrivez comme un ensemble de solutions.

${[\begin{array}{c} 0 \\ 0 \end{array}]}$

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