有限数学示例

$x + 2 y - 3 z = 4$ , $2 x + 5 y + 2 z = 18$ , $7 x + 16 y - 5 z = 48$

解题步骤 1

以矩阵形式表示方程组。

$[\begin{array}{c} 1 & 2 & - 3 \\ 2 & 5 & 2 \\ 7 & 16 & - 5 \end{array}] [\begin{array}{c} x \\ y \\ z \end{array}] = [\begin{array}{c} 4 \\ 18 \\ 48 \end{array}]$

解题步骤 2

Find the determinant of the coefficient matrix $[\begin{array}{c} 1 & 2 & - 3 \\ 2 & 5 & 2 \\ 7 & 16 & - 5 \end{array}]$ .

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解题步骤 2.1

Write $[\begin{array}{c} 1 & 2 & - 3 \\ 2 & 5 & 2 \\ 7 & 16 & - 5 \end{array}]$ in determinant notation.

$| \begin{array}{c} 1 & 2 & - 3 \\ 2 & 5 & 2 \\ 7 & 16 & - 5 \end{array} |$

解题步骤 2.2

Choose the row or column with the most $0$ elements. If there are no $0$ elements choose any row or column. Multiply every element in row $1$ by its cofactor and add.

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解题步骤 2.2.1

Consider the corresponding sign chart.

$| \begin{array}{c} + & - & + \\ - & + & - \\ + & - & + \end{array} |$

解题步骤 2.2.2

The cofactor is the minor with the sign changed if the indices match a $-$ position on the sign chart.

解题步骤 2.2.3

The minor for $a_{11}$ is the determinant with row $1$ and column $1$ deleted.

$| \begin{array}{c} 5 & 2 \\ 16 & - 5 \end{array} |$

解题步骤 2.2.4

Multiply element $a_{11}$ by its cofactor.

$1 | \begin{array}{c} 5 & 2 \\ 16 & - 5 \end{array} |$

解题步骤 2.2.5

The minor for $a_{12}$ is the determinant with row $1$ and column $2$ deleted.

$| \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} |$

解题步骤 2.2.6

Multiply element $a_{12}$ by its cofactor.

$- 2 | \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} |$

解题步骤 2.2.7

The minor for $a_{13}$ is the determinant with row $1$ and column $3$ deleted.

$| \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.2.8

Multiply element $a_{13}$ by its cofactor.

$- 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.2.9

Add the terms together.

$1 | \begin{array}{c} 5 & 2 \\ 16 & - 5 \end{array} | - 2 | \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.3

计算 $| \begin{array}{c} 5 & 2 \\ 16 & - 5 \end{array} |$ 。

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解题步骤 2.3.1

可以使用公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ 求 $2 \times 2$ 矩阵的行列式。

$1 (5 \cdot - 5 - 16 \cdot 2) - 2 | \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.3.2

化简行列式。

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解题步骤 2.3.2.1

化简每一项。

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解题步骤 2.3.2.1.1

将 $5$ 乘以 $- 5$ 。

$1 (- 25 - 16 \cdot 2) - 2 | \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.3.2.1.2

将 $- 16$ 乘以 $2$ 。

$1 (- 25 - 32) - 2 | \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.3.2.2

从 $- 25$ 中减去 $32$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 | \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} | - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.4

计算 $| \begin{array}{c} 2 & 2 \\ 7 & - 5 \end{array} |$ 。

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解题步骤 2.4.1

可以使用公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ 求 $2 \times 2$ 矩阵的行列式。

$1 \cdot - 57 - 2 (2 \cdot - 5 - 7 \cdot 2) - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.4.2

化简行列式。

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解题步骤 2.4.2.1

化简每一项。

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解题步骤 2.4.2.1.1

将 $2$ 乘以 $- 5$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 (- 10 - 7 \cdot 2) - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.4.2.1.2

将 $- 7$ 乘以 $2$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 (- 10 - 14) - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.4.2.2

从 $- 10$ 中减去 $14$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 \cdot - 24 - 3 | \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$

解题步骤 2.5

计算 $| \begin{array}{c} 2 & 5 \\ 7 & 16 \end{array} |$ 。

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解题步骤 2.5.1

可以使用公式 $| \begin{array}{c} a & b \\ c & d \end{array} | = a d - c b$ 求 $2 \times 2$ 矩阵的行列式。

$1 \cdot - 57 - 2 \cdot - 24 - 3 (2 \cdot 16 - 7 \cdot 5)$

解题步骤 2.5.2

化简行列式。

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解题步骤 2.5.2.1

化简每一项。

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解题步骤 2.5.2.1.1

将 $2$ 乘以 $16$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 \cdot - 24 - 3 (32 - 7 \cdot 5)$

解题步骤 2.5.2.1.2

将 $- 7$ 乘以 $5$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 \cdot - 24 - 3 (32 - 35)$

解题步骤 2.5.2.2

从 $32$ 中减去 $35$ 。

$1 \cdot - 57 - 2 \cdot - 24 - 3 \cdot - 3$

解题步骤 2.6

化简行列式。

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解题步骤 2.6.1

化简每一项。

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解题步骤 2.6.1.1

将 $- 57$ 乘以 $1$ 。

$- 57 - 2 \cdot - 24 - 3 \cdot - 3$

解题步骤 2.6.1.2

将 $- 2$ 乘以 $- 24$ 。

$- 57 + 48 - 3 \cdot - 3$

解题步骤 2.6.1.3

将 $- 3$ 乘以 $- 3$ 。

$- 57 + 48 + 9$

解题步骤 2.6.2

将 $- 57$ 和 $48$ 相加。

$- 9 + 9$

解题步骤 2.6.3

将 $- 9$ 和 $9$ 相加。

$0$

$D = 0$

解题步骤 3

Since the determinant is $0$ , the system cannot be solved using Cramer's Rule.

有限数学 示例

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