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Domanda di Algebra Lineare - Sistema lineare parametrico

  

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Ho un sistema lineare parametrico del tipo in figura. Riducendo secondo il Metodo di Eliminazione di Gauss, mi compare come pivot un “-a-1”, il quale va reso diverso da zero per definizione di pivot stesso ma che non è presente nella soluzione finale dell’esercizio, dato che i casi che vengono considerati sono solo a diverso da 1,0. E obiettivamente parlando, sostituendo a=-1 al sistema, esso risulta compatible. Quindi non capisco dove sia il mio errore, sei calcolo o concettuale. Ugualmente, se come operazione pongo R3->R3-(-1/(-a-1))R2, ho sempre la condizione di esistenza al denominatore. In somma, come mai mi esce sempre questo -1? Grazie della risposta 

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2 Risposte



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Il sistema:

{x + y + z = a

{x - a·y - z = 1

{2·x + y + a·z = a + 1

l'ho risolto con il metodo di Cramer ottenendo:

Δ = a - a^2 =a·(1 - a)

quindi per a·(1 - a) ≠ 0 ossia per a ≠ 1 ∧ a ≠ 0 il sistema è determinato.

I determinanti associati alle incognite valgono:

Δx=a^2 - a^3

Δy = a - a^2

Δz = a^2 - a

quindi per a ≠ 1 ∧ a ≠ 0 le soluzioni valgono:

x = (a^2 - a^3)/(a - a^2) = a

y= y = (a - a^2)/(a - a^2) = 1

z = (a^2 - a)/(a - a^2) = -1

Per valori a = 1 ∨ a = 0 si ottiene un sistema indeterminato fornendo per le incognite un rapporto 0/0.

Non compare a=-1: devi avere sbagliato a fare qualche calcolo.

 

@lucianop no, i miei calcoli sono corretti. Dal link che lei mi ha mandato, compie un’operazione diversa, che trovo comunque equivalente partendo dopo aver scambiato la seconda riga con la terza. Ma non riesco ad individuare l’errore nel mio caso. L’esercizio va risolto con Gauss, senza l’uso di determinanti.



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Il metodo di Gauss permette il prodotto di una riga per un numero reale non nullo.

Nell'ultima riduzione lo hai moltiplicato per (a+1) che non è un numero reale non nullo. Tale termine si annulla per a = -1.

A meno che non sia esplicitamente richiesto per il calcolo del rango, in questo caso, conviene a mio avviso affrontarlo con il determinante.

detA = a(a-1)

per cui rango(A) = 3 per a ≠ 0 oppure per a ≠ 1.

 

Osserviamo che

Se moltiplichi una riga per (-a-1) la matrice A* ottenuta ha determinante

detA = a(a-1)(-a-1) 

così si annulla anche per a = -1. 

e questo spiega il tuo risultato.

 

@cmc il sistema andrebbe risolto senza l’uso del determinante, usando soltanto le riduzioni.

Una volta chiarita la ragione della presenza del termina a = - 1 si tratta di portare fuori dal segno di matrice, per quanto possibile, i termini contenenti le variabili. Farei così, ma ovviamente non è l'unico modo

$ \begin{pmatrix} 1&1&1 \\1&1+a&a+1\\2&1&a\end{pmatrix} $

$ \begin{pmatrix} 1&1&1 \\0&a&a\\2&1&a\end{pmatrix} $

$ a\begin{pmatrix} 1&1&1 \\0&1&1\\2&1&a\end{pmatrix} $

$ a\begin{pmatrix} 1&1&1 \\0&1&1\\0&-1&a-2\end{pmatrix} $

$ a\begin{pmatrix} 1&1&1 \\0&1&1\\0&0&a-1\end{pmatrix} $

Il rango è 3 per a ≠ 0 e per a ≠ 1.

Le operazioni di passaggio da una matrice alla successiva sono facilmente intuibili.

nota: L'ultima matrice può essere scritta come segue

$ \begin{pmatrix} 1&1&1 \\0&a&a\\0&0&a-1\end{pmatrix} $

Tutto ciò mi fa intuire che sia possibile arrivare al risultato senza portar fuori la "a".



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