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Algebra lineare Esempi
-21x-2y+z=-76−21x−2y+z=−76 , 12x+y=4612x+y=46 , -24x-2y+z=-88−24x−2y+z=−88
Passaggio 1
Trova AX=BAX=B dal sistema di equazioni.
[-21-211210-24-21]⋅[xyz]=[-7646-88]⎡⎢⎣−21−211210−24−21⎤⎥⎦⋅⎡⎢⎣xyz⎤⎥⎦=⎡⎢⎣−7646−88⎤⎥⎦
Passaggio 2
Passaggio 2.1
Find the determinant.
Passaggio 2.1.1
Choose the row or column with the most 00 elements. If there are no 00 elements choose any row or column. Multiply every element in row 22 by its cofactor and add.
Passaggio 2.1.1.1
Consider the corresponding sign chart.
|+-+-+-+-+|∣∣
∣∣+−+−+−+−+∣∣
∣∣
Passaggio 2.1.1.2
The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a -− position on the sign chart.
Passaggio 2.1.1.3
The minor for a21a21 is the determinant with row 22 and column 11 deleted.
|-21-21|∣∣∣−21−21∣∣∣
Passaggio 2.1.1.4
Multiply element a21a21 by its cofactor.
-12|-21-21|−12∣∣∣−21−21∣∣∣
Passaggio 2.1.1.5
The minor for a22a22 is the determinant with row 22 and column 22 deleted.
|-211-241|∣∣∣−211−241∣∣∣
Passaggio 2.1.1.6
Multiply element a22a22 by its cofactor.
1|-211-241|1∣∣∣−211−241∣∣∣
Passaggio 2.1.1.7
The minor for a23a23 is the determinant with row 22 and column 33 deleted.
|-21-2-24-2|∣∣∣−21−2−24−2∣∣∣
Passaggio 2.1.1.8
Multiply element a23a23 by its cofactor.
0|-21-2-24-2|0∣∣∣−21−2−24−2∣∣∣
Passaggio 2.1.1.9
Add the terms together.
-12|-21-21|+1|-211-241|+0|-21-2-24-2|−12∣∣∣−21−21∣∣∣+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0∣∣∣−21−2−24−2∣∣∣
-12|-21-21|+1|-211-241|+0|-21-2-24-2|−12∣∣∣−21−21∣∣∣+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0∣∣∣−21−2−24−2∣∣∣
Passaggio 2.1.2
Moltiplica 00 per |-21-2-24-2|∣∣∣−21−2−24−2∣∣∣.
-12|-21-21|+1|-211-241|+0−12∣∣∣−21−21∣∣∣+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
Passaggio 2.1.3
Calcola |-21-21|∣∣∣−21−21∣∣∣.
Passaggio 2.1.3.1
È possibile trovare il determinante di una matrice 2×22×2 usando la formula |abcd|=ad-cb∣∣∣abcd∣∣∣=ad−cb.
-12(-2⋅1-(-2⋅1))+1|-211-241|+0−12(−2⋅1−(−2⋅1))+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
Passaggio 2.1.3.2
Semplifica il determinante.
Passaggio 2.1.3.2.1
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 2.1.3.2.1.1
Moltiplica -2−2 per 11.
-12(-2-(-2⋅1))+1|-211-241|+0−12(−2−(−2⋅1))+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
Passaggio 2.1.3.2.1.2
Moltiplica -(-2⋅1)−(−2⋅1).
Passaggio 2.1.3.2.1.2.1
Moltiplica -2−2 per 11.
-12(-2--2)+1|-211-241|+0−12(−2−−2)+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
Passaggio 2.1.3.2.1.2.2
Moltiplica -1−1 per -2−2.
-12(-2+2)+1|-211-241|+0−12(−2+2)+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
-12(-2+2)+1|-211-241|+0−12(−2+2)+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
-12(-2+2)+1|-211-241|+0−12(−2+2)+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
Passaggio 2.1.3.2.2
Somma -2−2 e 22.
-12⋅0+1|-211-241|+0−12⋅0+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
-12⋅0+1|-211-241|+0−12⋅0+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
-12⋅0+1|-211-241|+0−12⋅0+1∣∣∣−211−241∣∣∣+0
Passaggio 2.1.4
Calcola |-211-241|∣∣∣−211−241∣∣∣.
Passaggio 2.1.4.1
È possibile trovare il determinante di una matrice 2×22×2 usando la formula |abcd|=ad-cb∣∣∣abcd∣∣∣=ad−cb.
-12⋅0+1(-21⋅1-(-24⋅1))+0−12⋅0+1(−21⋅1−(−24⋅1))+0
Passaggio 2.1.4.2
Semplifica il determinante.
Passaggio 2.1.4.2.1
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 2.1.4.2.1.1
Moltiplica -21−21 per 11.
-12⋅0+1(-21-(-24⋅1))+0−12⋅0+1(−21−(−24⋅1))+0
Passaggio 2.1.4.2.1.2
Moltiplica -(-24⋅1)−(−24⋅1).
Passaggio 2.1.4.2.1.2.1
Moltiplica -24 per 1.
-12⋅0+1(-21--24)+0
Passaggio 2.1.4.2.1.2.2
Moltiplica -1 per -24.
-12⋅0+1(-21+24)+0
-12⋅0+1(-21+24)+0
-12⋅0+1(-21+24)+0
Passaggio 2.1.4.2.2
Somma -21 e 24.
-12⋅0+1⋅3+0
-12⋅0+1⋅3+0
-12⋅0+1⋅3+0
Passaggio 2.1.5
Semplifica il determinante.
Passaggio 2.1.5.1
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 2.1.5.1.1
Moltiplica -12 per 0.
0+1⋅3+0
Passaggio 2.1.5.1.2
Moltiplica 3 per 1.
0+3+0
0+3+0
Passaggio 2.1.5.2
Somma 0 e 3.
3+0
Passaggio 2.1.5.3
Somma 3 e 0.
3
3
3
Passaggio 2.2
Since the determinant is non-zero, the inverse exists.
Passaggio 2.3
Set up a 3×6 matrix where the left half is the original matrix and the right half is its identity matrix.
[-21-211001210010-24-21001]
Passaggio 2.4
Trova la forma ridotta a scala per righe di Echelon.
Passaggio 2.4.1
Multiply each element of R1 by -121 to make the entry at 1,1 a 1.
Passaggio 2.4.1.1
Multiply each element of R1 by -121 to make the entry at 1,1 a 1.
[-121⋅-21-121⋅-2-121⋅1-121⋅1-121⋅0-121⋅01210010-24-21001]
Passaggio 2.4.1.2
Semplifica R1.
[1221-121-121001210010-24-21001]
[1221-121-121001210010-24-21001]
Passaggio 2.4.2
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
Passaggio 2.4.2.1
Perform the row operation R2=R2-12R1 to make the entry at 2,1 a 0.
[1221-121-1210012-12⋅11-12(221)0-12(-121)0-12(-121)1-12⋅00-12⋅0-24-21001]
Passaggio 2.4.2.2
Semplifica R2.
[1221-121-121000-17474710-24-21001]
[1221-121-121000-17474710-24-21001]
Passaggio 2.4.3
Perform the row operation R3=R3+24R1 to make the entry at 3,1 a 0.
Passaggio 2.4.3.1
Perform the row operation R3=R3+24R1 to make the entry at 3,1 a 0.
[1221-121-121000-17474710-24+24⋅1-2+24(221)1+24(-121)0+24(-121)0+24⋅01+24⋅0]
Passaggio 2.4.3.2
Semplifica R3.
[1221-121-121000-17474710027-17-8701]
[1221-121-121000-17474710027-17-8701]
Passaggio 2.4.4
Multiply each element of R2 by -7 to make the entry at 2,2 a 1.
Passaggio 2.4.4.1
Multiply each element of R2 by -7 to make the entry at 2,2 a 1.
[1221-121-12100-7⋅0-7(-17)-7(47)-7(47)-7⋅1-7⋅0027-17-8701]
Passaggio 2.4.4.2
Semplifica R2.
[1221-121-1210001-4-4-70027-17-8701]
[1221-121-1210001-4-4-70027-17-8701]
Passaggio 2.4.5
Perform the row operation R3=R3-27R2 to make the entry at 3,2 a 0.
Passaggio 2.4.5.1
Perform the row operation R3=R3-27R2 to make the entry at 3,2 a 0.
[1221-121-1210001-4-4-700-27⋅027-27⋅1-17-27⋅-4-87-27⋅-40-27⋅-71-27⋅0]
Passaggio 2.4.5.2
Semplifica R3.
[1221-121-1210001-4-4-70001021]
[1221-121-1210001-4-4-70001021]
Passaggio 2.4.6
Perform the row operation R2=R2+4R3 to make the entry at 2,3 a 0.
Passaggio 2.4.6.1
Perform the row operation R2=R2+4R3 to make the entry at 2,3 a 0.
[1221-121-121000+4⋅01+4⋅0-4+4⋅1-4+4⋅0-7+4⋅20+4⋅1001021]
Passaggio 2.4.6.2
Semplifica R2.
[1221-121-12100010-414001021]
[1221-121-12100010-414001021]
Passaggio 2.4.7
Perform the row operation R1=R1+121R3 to make the entry at 1,3 a 0.
Passaggio 2.4.7.1
Perform the row operation R1=R1+121R3 to make the entry at 1,3 a 0.
[1+121⋅0221+121⋅0-121+121⋅1-121+121⋅00+121⋅20+121⋅1010-414001021]
Passaggio 2.4.7.2
Semplifica R1.
[12210-121221121010-414001021]
[12210-121221121010-414001021]
Passaggio 2.4.8
Perform the row operation R1=R1-221R2 to make the entry at 1,2 a 0.
Passaggio 2.4.8.1
Perform the row operation R1=R1-221R2 to make the entry at 1,2 a 0.
[1-221⋅0221-221⋅10-221⋅0-121-221⋅-4221-221⋅1121-221⋅4010-414001021]
Passaggio 2.4.8.2
Semplifica R1.
[100130-13010-414001021]
[100130-13010-414001021]
[100130-13010-414001021]
Passaggio 2.5
The right half of the reduced row echelon form is the inverse.
[130-13-414021]
[130-13-414021]
Passaggio 3
Moltiplica a sinistra entrambi i lati dell'equazione della matrice per la matrice inversa.
([130-13-414021]⋅[-21-211210-24-21])⋅[xyz]=[130-13-414021]⋅[-7646-88]
Passaggio 4
Qualsiasi matrice moltiplicata per il suo inverso è sempre uguale a 1. A⋅A-1=1.
[xyz]=[130-13-414021]⋅[-7646-88]
Passaggio 5
Passaggio 5.1
Two matrices can be multiplied if and only if the number of columns in the first matrix is equal to the number of rows in the second matrix. In this case, the first matrix is 3×3 and the second matrix is 3×1.
Passaggio 5.2
Moltiplica ogni riga nella prima matrice per ogni colonna nella seconda matrice.
[13⋅-76+0⋅46-13⋅-88-4⋅-76+1⋅46+4⋅-880⋅-76+2⋅46+1⋅-88]
Passaggio 5.3
Semplifica ogni elemento della matrice moltiplicando tutte le espressioni.
[4-24]
[4-24]
Passaggio 6
Semplifica il lato destro e sinistro.
[xyz]=[4-24]
Passaggio 7
Trova la soluzione.
x=4
y=-2
z=4