Algèbre linéaire Exemples

$10 = d$ , $7 = a + b + c + d$ , $- 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d$ , $- 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 1

Soustrayez $10$ des deux côtés de l’équation.

$0 = d - 10, 7 = a + b + c + d, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 2

Soustrayez $d$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, 7 = a + b + c + d, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 3

Soustrayez $7$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, 0 = a + b + c + d - 7, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 4

Déplacez tous les termes contenant des variables du côté gauche de l’équation.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1

Soustrayez $a$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a = b + c + d - 7, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 4.2

Soustrayez $b$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b = c + d - 7, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 4.3

Soustrayez $c$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c = d - 7, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 4.4

Soustrayez $d$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 11 = 27 a + 9 b + 3 c + d, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 5

Ajoutez $11$ aux deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, 0 = 27 a + 9 b + 3 c + d + 11, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 6

Déplacez tous les termes contenant des variables du côté gauche de l’équation.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 6.1

Soustrayez $27 a$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a = 9 b + 3 c + d + 11, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 6.2

Soustrayez $9 b$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b = 3 c + d + 11, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 6.3

Soustrayez $3 c$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c = d + 11, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 6.4

Soustrayez $d$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c - d = 11, - 14 = 64 a + 16 b + 4 c + d$

Étape 7

Ajoutez $14$ aux deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c - d = 11, 0 = 64 a + 16 b + 4 c + d + 14$

Étape 8

Déplacez tous les termes contenant des variables du côté gauche de l’équation.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 8.1

Soustrayez $64 a$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c - d = 11, - 64 a = 16 b + 4 c + d + 14$

Étape 8.2

Soustrayez $16 b$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c - d = 11, - 64 a - 16 b = 4 c + d + 14$

Étape 8.3

Soustrayez $4 c$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c - d = 11, - 64 a - 16 b - 4 c = d + 14$

Étape 8.4

Soustrayez $d$ des deux côtés de l’équation.

$- d = - 10, - a - b - c - d = - 7, - 27 a - 9 b - 3 c - d = 11, - 64 a - 16 b - 4 c - d = 14$

Étape 9

Écrivez le système d’équations sous forme de matrice.

$[\begin{array}{c} 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 7 \\ - 27 & - 9 & - 3 & - 1 & 11 \\ - 64 & - 16 & - 4 & - 1 & 14 \end{array}]$

Étape 10

Déterminez la forme d’échelon en ligne réduite.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.1

Swap $R_{2}$ with $R_{1}$ to put a nonzero entry at $1, 1$ .

$[\begin{array}{c} - 1 & - 1 & - 1 & - 1 & - 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ - 27 & - 9 & - 3 & - 1 & 11 \\ - 64 & - 16 & - 4 & - 1 & 14 \end{array}]$

Étape 10.2

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

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.2.1

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

$[\begin{array}{c} - - 1 & - - 1 & - - 1 & - - 1 & - - 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ - 27 & - 9 & - 3 & - 1 & 11 \\ - 64 & - 16 & - 4 & - 1 & 14 \end{array}]$

Étape 10.2.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ - 27 & - 9 & - 3 & - 1 & 11 \\ - 64 & - 16 & - 4 & - 1 & 14 \end{array}]$

Étape 10.3

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} + 27 R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.3.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} + 27 R_{1}$ to make the entry at $3, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ - 27 + 27 \cdot 1 & - 9 + 27 \cdot 1 & - 3 + 27 \cdot 1 & - 1 + 27 \cdot 1 & 11 + 27 \cdot 7 \\ - 64 & - 16 & - 4 & - 1 & 14 \end{array}]$

Étape 10.3.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 18 & 24 & 26 & 200 \\ - 64 & - 16 & - 4 & - 1 & 14 \end{array}]$

Étape 10.4

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} + 64 R_{1}$ to make the entry at $4, 1$ a $0$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.4.1

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} + 64 R_{1}$ to make the entry at $4, 1$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 18 & 24 & 26 & 200 \\ - 64 + 64 \cdot 1 & - 16 + 64 \cdot 1 & - 4 + 64 \cdot 1 & - 1 + 64 \cdot 1 & 14 + 64 \cdot 7 \end{array}]$

Étape 10.4.2

Simplifiez $R_{4}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 18 & 24 & 26 & 200 \\ 0 & 48 & 60 & 63 & 462 \end{array}]$

Étape 10.5

Swap $R_{3}$ with $R_{2}$ to put a nonzero entry at $2, 2$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 18 & 24 & 26 & 200 \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 48 & 60 & 63 & 462 \end{array}]$

Étape 10.6

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{18}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.6.1

Multiply each element of $R_{2}$ by $\frac{1}{18}$ to make the entry at $2, 2$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ \frac{0}{18} & \frac{18}{18} & \frac{24}{18} & \frac{26}{18} & \frac{200}{18} \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 48 & 60 & 63 & 462 \end{array}]$

Étape 10.6.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 48 & 60 & 63 & 462 \end{array}]$

Étape 10.7

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} - 48 R_{2}$ to make the entry at $4, 2$ a $0$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.7.1

Perform the row operation $R_{4} = R_{4} - 48 R_{2}$ to make the entry at $4, 2$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 - 48 \cdot 0 & 48 - 48 \cdot 1 & 60 - 48 (\frac{4}{3}) & 63 - 48 (\frac{13}{9}) & 462 - 48 (\frac{100}{9}) \end{array}]$

Étape 10.7.2

Simplifiez $R_{4}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \\ 0 & 0 & - 4 & - \frac{19}{3} & - \frac{214}{3} \end{array}]$

Étape 10.8

Swap $R_{4}$ with $R_{3}$ to put a nonzero entry at $3, 3$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & - 4 & - \frac{19}{3} & - \frac{214}{3} \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \end{array}]$

Étape 10.9

Multiply each element of $R_{3}$ by $- \frac{1}{4}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.9.1

Multiply each element of $R_{3}$ by $- \frac{1}{4}$ to make the entry at $3, 3$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ - \frac{1}{4} \cdot 0 & - \frac{1}{4} \cdot 0 & - \frac{1}{4} \cdot - 4 & - \frac{1}{4} (- \frac{19}{3}) & - \frac{1}{4} (- \frac{214}{3}) \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \end{array}]$

Étape 10.9.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 1 & \frac{19}{12} & \frac{107}{6} \\ 0 & 0 & 0 & - 1 & - 10 \end{array}]$

Étape 10.10

Multiply each element of $R_{4}$ by $- 1$ to make the entry at $4, 4$ a $1$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.10.1

Multiply each element of $R_{4}$ by $- 1$ to make the entry at $4, 4$ a $1$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 1 & \frac{19}{12} & \frac{107}{6} \\ - 0 & - 0 & - 0 & - - 1 & - - 10 \end{array}]$

Étape 10.10.2

Simplifiez $R_{4}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 1 & \frac{19}{12} & \frac{107}{6} \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.11

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - \frac{19}{12} R_{4}$ to make the entry at $3, 4$ a $0$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.11.1

Perform the row operation $R_{3} = R_{3} - \frac{19}{12} R_{4}$ to make the entry at $3, 4$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 - \frac{19}{12} \cdot 0 & 0 - \frac{19}{12} \cdot 0 & 1 - \frac{19}{12} \cdot 0 & \frac{19}{12} - \frac{19}{12} \cdot 1 & \frac{107}{6} - \frac{19}{12} \cdot 10 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.11.2

Simplifiez $R_{3}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & \frac{13}{9} & \frac{100}{9} \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.12

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - \frac{13}{9} R_{4}$ to make the entry at $2, 4$ a $0$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.12.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - \frac{13}{9} R_{4}$ to make the entry at $2, 4$ a $0$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 - \frac{13}{9} \cdot 0 & 1 - \frac{13}{9} \cdot 0 & \frac{4}{3} - \frac{13}{9} \cdot 0 & \frac{13}{9} - \frac{13}{9} \cdot 1 & \frac{100}{9} - \frac{13}{9} \cdot 10 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.12.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 1 & 7 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & 0 & - \frac{10}{3} \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.13

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

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.13.1

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

$[\begin{array}{c} 1 - 0 & 1 - 0 & 1 - 0 & 1 - 1 & 7 - 10 \\ 0 & 1 & \frac{4}{3} & 0 & - \frac{10}{3} \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.13.2

Simplifiez $R_{1}$ .

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

Étape 10.14

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - \frac{4}{3} R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.14.1

Perform the row operation $R_{2} = R_{2} - \frac{4}{3} R_{3}$ to make the entry at $2, 3$ a $0$ .

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

Étape 10.14.2

Simplifiez $R_{2}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 1 & 0 & - 3 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & - 6 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.15

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

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.15.1

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

$[\begin{array}{c} 1 - 0 & 1 - 0 & 1 - 1 & 0 - 0 & - 3 - 2 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & - 6 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.15.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 1 & 0 & 0 & - 5 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & - 6 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.16

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

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 10.16.1

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

$[\begin{array}{c} 1 - 0 & 1 - 1 & 0 - 0 & 0 - 0 & - 5 + 6 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & - 6 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 10.16.2

Simplifiez $R_{1}$ .

$[\begin{array}{c} 1 & 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 1 & 0 & 0 & - 6 \\ 0 & 0 & 1 & 0 & 2 \\ 0 & 0 & 0 & 1 & 10 \end{array}]$

Étape 11

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

$a = 1$

$b = - 6$

$c = 2$

$d = 10$

Étape 12

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

$(1, - 6, 2, 10)$

Étape 13

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.

$X = [\begin{array}{c} a \\ b \\ c \\ d \end{array}] = [\begin{array}{c} 1 \\ - 6 \\ 2 \\ 10 \end{array}]$