Matemática discreta Exemplos

Encontre a base e a dimensão do espaço nulo da matriz
[-36-11-71-223-12-458-4]
Etapa 1
Escreva como uma matriz aumentada para Ax=0.
[-36-11-701-223-102-458-40]
Etapa 2
Encontre a forma escalonada reduzida por linhas.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.1
Multiplique cada elemento de R1 por -13 para tornar a entrada em 1,1 um 1.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.1.1
Multiplique cada elemento de R1 por -13 para tornar a entrada em 1,1 um 1.
[-13-3-136-13-1-131-13-7-1301-223-102-458-40]
Etapa 2.1.2
Simplifique R1.
[1-213-137301-223-102-458-40]
[1-213-137301-223-102-458-40]
Etapa 2.2
Execute a operação de linha R2=R2-R1 para transformar a entrada em 2,1 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.2.1
Execute a operação de linha R2=R2-R1 para transformar a entrada em 2,1 em 0.
[1-213-137301-1-2+22-133+13-1-730-02-458-40]
Etapa 2.2.2
Simplifique R2.
[1-213-137300053103-10302-458-40]
[1-213-137300053103-10302-458-40]
Etapa 2.3
Execute a operação de linha R3=R3-2R1 para transformar a entrada em 3,1 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.1
Execute a operação de linha R3=R3-2R1 para transformar a entrada em 3,1 em 0.
[1-213-137300053103-10302-21-4-2-25-2(13)8-2(-13)-4-2(73)0-20]
Etapa 2.3.2
Simplifique R3.
[1-213-137300053103-103000133263-2630]
[1-213-137300053103-103000133263-2630]
Etapa 2.4
Multiplique cada elemento de R2 por 35 para tornar a entrada em 2,3 um 1.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.4.1
Multiplique cada elemento de R2 por 35 para tornar a entrada em 2,3 um 1.
[1-213-1373035035035533510335(-103)35000133263-2630]
Etapa 2.4.2
Simplifique R2.
[1-213-137300012-2000133263-2630]
[1-213-137300012-2000133263-2630]
Etapa 2.5
Execute a operação de linha R3=R3-133R2 para transformar a entrada em 3,3 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.5.1
Execute a operação de linha R3=R3-133R2 para transformar a entrada em 3,3 em 0.
[1-213-137300012-200-13300-1330133-1331263-1332-263-133-20-1330]
Etapa 2.5.2
Simplifique R3.
[1-213-137300012-20000000]
[1-213-137300012-20000000]
Etapa 2.6
Execute a operação de linha R1=R1-13R2 para transformar a entrada em 1,3 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.6.1
Execute a operação de linha R1=R1-13R2 para transformar a entrada em 1,3 em 0.
[1-130-2-13013-131-13-13273-13-20-1300012-20000000]
Etapa 2.6.2
Simplifique R1.
[1-20-1300012-20000000]
[1-20-1300012-20000000]
[1-20-1300012-20000000]
Etapa 3
Use a matriz de resultados para declarar a solução final ao sistema de equações.
x1-2x2-x4+3x5=0
x3+2x4-2x5=0
0=0
Etapa 4
Escreva um vetor de solução resolvendo em termos das variáveis livres em cada linha.
[x1x2x3x4x5]=[2x2+x4-3x5x2-2x4+2x5x4x5]
Etapa 5
Escreva a solução como uma combinação linear de vetores.
[x1x2x3x4x5]=x2[21000]+x4[10-210]+x5[-30201]
Etapa 6
Escreva como um conjunto de soluções.
{x2[21000]+x4[10-210]+x5[-30201]|x2,x4,x5R}
Etapa 7
A solução é o conjunto de vetores criados a partir das variáveis livres do sistema.
{[21000],[10-210],[-30201]}
Etapa 8
Verifique se os vetores são linearmente independentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.1
Liste os vetores.
[21000],[10-210],[-30201]
Etapa 8.2
Escreva os vetores como uma matriz.
[21-31000-22010001]
Etapa 8.3
Para determinar se as colunas na matriz são linearmente dependentes, determine se a equação Ax=0 tem alguma solução não trivial.
Etapa 8.4
Escreva como uma matriz aumentada para Ax=0.
[21-3010000-22001000010]
Etapa 8.5
Encontre a forma escalonada reduzida por linhas.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.1
Multiplique cada elemento de R1 por 12 para tornar a entrada em 1,1 um 1.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.1.1
Multiplique cada elemento de R1 por 12 para tornar a entrada em 1,1 um 1.
[2212-320210000-22001000010]
Etapa 8.5.1.2
Simplifique R1.
[112-32010000-22001000010]
[112-32010000-22001000010]
Etapa 8.5.2
Execute a operação de linha R2=R2-R1 para transformar a entrada em 2,1 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.2.1
Execute a operação de linha R2=R2-R1 para transformar a entrada em 2,1 em 0.
[112-3201-10-120+320-00-22001000010]
Etapa 8.5.2.2
Simplifique R2.
[112-3200-123200-22001000010]
[112-3200-123200-22001000010]
Etapa 8.5.3
Multiplique cada elemento de R2 por -2 para tornar a entrada em 2,2 um 1.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.3.1
Multiplique cada elemento de R2 por -2 para tornar a entrada em 2,2 um 1.
[112-320-20-2(-12)-2(32)-200-22001000010]
Etapa 8.5.3.2
Simplifique R2.
[112-32001-300-22001000010]
[112-32001-300-22001000010]
Etapa 8.5.4
Execute a operação de linha R3=R3+2R2 para transformar a entrada em 3,2 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.4.1
Execute a operação de linha R3=R3+2R2 para transformar a entrada em 3,2 em 0.
[112-32001-300+20-2+212+2-30+2001000010]
Etapa 8.5.4.2
Simplifique R3.
[112-32001-3000-4001000010]
[112-32001-3000-4001000010]
Etapa 8.5.5
Execute a operação de linha R4=R4-R2 para transformar a entrada em 4,2 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.5.1
Execute a operação de linha R4=R4-R2 para transformar a entrada em 4,2 em 0.
[112-32001-3000-400-01-10+30-00010]
Etapa 8.5.5.2
Simplifique R4.
[112-32001-3000-4000300010]
[112-32001-3000-4000300010]
Etapa 8.5.6
Multiplique cada elemento de R3 por -14 para tornar a entrada em 3,3 um 1.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.6.1
Multiplique cada elemento de R3 por -14 para tornar a entrada em 3,3 um 1.
[112-32001-30-140-140-14-4-14000300010]
Etapa 8.5.6.2
Simplifique R3.
[112-32001-30001000300010]
[112-32001-30001000300010]
Etapa 8.5.7
Execute a operação de linha R4=R4-3R3 para transformar a entrada em 4,3 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.7.1
Execute a operação de linha R4=R4-3R3 para transformar a entrada em 4,3 em 0.
[112-32001-3000100-300-303-310-300010]
Etapa 8.5.7.2
Simplifique R4.
[112-32001-30001000000010]
[112-32001-30001000000010]
Etapa 8.5.8
Execute a operação de linha R5=R5-R3 para transformar a entrada em 5,3 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.8.1
Execute a operação de linha R5=R5-R3 para transformar a entrada em 5,3 em 0.
[112-32001-30001000000-00-01-10-0]
Etapa 8.5.8.2
Simplifique R5.
[112-32001-30001000000000]
[112-32001-30001000000000]
Etapa 8.5.9
Execute a operação de linha R2=R2+3R3 para transformar a entrada em 2,3 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.9.1
Execute a operação de linha R2=R2+3R3 para transformar a entrada em 2,3 em 0.
[112-3200+301+30-3+310+30001000000000]
Etapa 8.5.9.2
Simplifique R2.
[112-3200100001000000000]
[112-3200100001000000000]
Etapa 8.5.10
Execute a operação de linha R1=R1+32R3 para transformar a entrada em 1,3 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.10.1
Execute a operação de linha R1=R1+32R3 para transformar a entrada em 1,3 em 0.
[1+32012+320-32+3210+3200100001000000000]
Etapa 8.5.10.2
Simplifique R1.
[112000100001000000000]
[112000100001000000000]
Etapa 8.5.11
Execute a operação de linha R1=R1-12R2 para transformar a entrada em 1,2 em 0.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 8.5.11.1
Execute a operação de linha R1=R1-12R2 para transformar a entrada em 1,2 em 0.
[1-12012-1210-1200-1200100001000000000]
Etapa 8.5.11.2
Simplifique R1.
[10000100001000000000]
[10000100001000000000]
[10000100001000000000]
Etapa 8.6
Remova as linhas que são todas zeros.
[100001000010]
Etapa 8.7
Escreva a matriz como um sistema de equações lineares.
x=0
y=0
z=0
Etapa 8.8
Como a única solução para Ax=0 é a solução trivial, os vetores são linearmente independentes.
Linearmente independente
Linearmente independente
Etapa 9
Como os vetores são linearmente independentes, eles formam uma base para o espaço nulo da matriz.
Base de Nul(A): {[21000],[10-210],[-30201]}
Dimensão de Nul(A): 3
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