[wiskunde] Lineair stelsel oplossen

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 316

Lineair stelsel oplossen

Ik moet voor iedere \(\lambda\) op oplossingen van het volgende stelsel bepalen.
\(\lambda x + y + z = 3\)
\((1+\lambda)x + 2y + 2z = 6\)
\(3y+(3+\lambda)z=7\)
Ik dacht dat Gauss eliminatie hier het makkelijkste zou zijn. De aangevulde matrix wordt:
\(
\left[ \begin{array}{cccc} \lambda & 1 & 1 & 3 \\ (1+\lambda) & 2 & 2 & 6 \\ 0 & 3 & (3+\lambda) & 7 \end{array} \right]
\)
Rij 1 van rij 2 aftrekken levert:
\(
\left[ \begin{array}{cccc} \lambda & 1 & 1 & 3 \\ 1 & 1 & 1 & 3 \\ 0 & 3 & (3+\lambda) & 7 \end{array} \right]
\)
Maar wat ik dan verder moet doen weet ik niet echt.

Antwoord:

Als \(\lambda \neq 0,1\) dan:
\((x,y,z)=(0,3+2/\lambda,-2/\lambda)\)
Als \(\lambda=1\) dan (met s een variabele):
\((x,y,z)=(1+s,1-4s,1+3s)\)
Als \(\lambda=0\) dan is het stelsel strijdig.

Ik zie wel dat als ik \(\lambda=1\) neem dat ik dan 2 dezelfde rijen heb, en dus een rij nullen kan maken. Uitschrijven levert me dan:
\(x=-4/3+(\lambda/3)z\)
\(y=7/3-(1+\lambda/3)z\)
Hoe ik dat omgeschreven krijg in het antwoord is me een raadsel.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Lineair stelsel oplossen

Je zou kunnen beginnen met na te gaan voor welke waarden van lambda de determinant van de coëfficiëntenmatrix 0 is, het stelsel is in dat geval niet regulier en zo krijg je vanzelf een onderscheid in verschillende gevallen.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 316

Re: Lineair stelsel oplossen

Met cofactor expansie kom ik uit op:
\(
\det{\left[ \begin{array}{ccc} \lambda & 1 & 1 \\ (1+\lambda) & 2 & 2 \\ 0 & 3 & (3+\lambda)\end{array} \right]}=\lambda(\lambda-1)
\)
De determinant is 0 als \(\lambda=0,1\). Het onderscheid is dan inderdaad gemaakt. Maar hoe verder? Deze waarden invullen en ik loop eigenlijk vast.

Berichten: 316

Re: Lineair stelsel oplossen

Als ik \(\lambda=1\) invul, dan wordt mijn aangevulde matrix:
\(\left[ \begin{array}{cccc}1 & 1 & 1 & 3 \\ 2 & 2 & 2 & 6 \\ 0 & 3 & 4 & 7 \end{array} \right] \sim \left[ \begin{array}{cccc}1 & 1 & 1 & 3 \\ 0 & 3 & 4 & 7 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{array} \right] \)
Oftewel ik neem z vrij. Dan is de oplossing:
\(x=-\frac{4}{3}+\frac{1}{3}z\)
\(y=\frac{7}{3}-\frac{4}{3}z\)
Hoe dit in de vorm van het antwoord uit mijn startpost moet komen begrijp ik echt niet.

Voor \(\lambda=0\) zie ik wel direct dat het stelsel strijdig is.

Gebruikersavatar
Berichten: 4.320

Re: Lineair stelsel oplossen

Als je de eerste rij 2maal van de tweede aftrekt vogt direkt de waarde van lambda.
In de wiskunde zijn er geen Koninklijke wegen Majesteit.

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: Lineair stelsel oplossen

Puntje schreef: ma 13 aug 2012, 00:11
De determinant is 0 als \(\lambda=0,1\). Het onderscheid is dan inderdaad gemaakt. Maar hoe verder? Deze waarden invullen en ik loop eigenlijk vast.


Je hebt nu 3 gevallen:

- lambda = 0: invullen en verder oplossen (of bespreken, kan strijdig zijn),

- lambda = 1: idem

- de andere lambda's: bv. via Gauss-eliminatie, je kan nu wel delen door \(\lambda\) en \(\lambda-1\).
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Lineair stelsel oplossen

Puntje schreef: ma 13 aug 2012, 01:54
Oftewel ik neem z vrij. Dan is de oplossing:
\(x=-\frac{4}{3}+\frac{1}{3}z\)
\(y=\frac{7}{3}-\frac{4}{3}z\)
Hoe dit in de vorm van het antwoord uit mijn startpost moet komen begrijp ik echt niet.
Je zou bv z=1+3s kunnen invullen

Reageer