Stelling van Rouché

Moderators: dirkwb, Xilvo

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Stelling van Rouch

Hey,

Ik snap de Stelling van Rouché niet zo goed.

De vraag was: indien oplosbaar, los dan het stelsel op.

Gegeven:

x + 5y - 8

3x - 2y = 10

5x + 3y = 4

x + y = 0

Hoe begin ik eraan?

Het internet noch mijn cursus konden veel duidelijkheid scheppen.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Wat begrijp je niet aan die stelling? Je moet de rang van A|b en de rang van A vergelijken. Zijn die gelijk, is je stelsel oplosbaar. Is daarenboven rang(A|b) = rang(A) = n, dan is de oplossing uniek.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

Dries,

Tot daar ben ik nog mee maar stel nu: rang (A|b) = rang(A), hoe los ik dat dan op?

Moet ik zoals bij de methode van Gauss naar een benedendriehoek werken?

Of zoals bij de methode van Gauss-Jordan naar de canonieke gedaante werken?

Dank bij voorbaat,

Roger

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Begin al eens met het bepalen van rang(A)...
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

Als ik me niet vergis kunnen we de rang vinden door naar onze hoofddeterminant te kijken.

A is een 4 * 2 matrix, we gaan dat dus moeten omzetten naar een vierkante matrix bijgevolg krijgen we een 2*2 matrix waarvan de determinant verschillend van 0 moet zijn, in dit geval:
\(\begin{pmatrix}

1 &5 \\

3 &-2

\end{pmatrix}\)
geeft ons (1 * (-2)) - (3 * 5) = -2 - 15 = -17.

Met andere woorden, de rang van A =
\(\begin{pmatrix}

1 &5\\

3 &-2\\

5 &3\\

1 &1

\end{pmatrix}\)
is gelijk aan 2.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Klopt. Maar de rang bepalen kan eenvoudiger (door rijherleiden). Maar jouw methode werkt ook. Doe nu hetzelfde met rang(A|b).
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

(A|b) =
\(
\begin{pmatrix}

1 &5 &8\\

3 &-2 &10\\

5 &3 &4\\

1 &1 &0

\end{pmatrix}
\)
, dit is een 4 * 3 matrix, dus hier zullen we ook een willekeurige rij moeten schrappen.

Stel we nemen:
\(
\begin{pmatrix}

1 &5 &8\\

3 &-2 &10\\

5 &3 &4

\end{pmatrix}
\)
, we gaan van deze matrix de determinant berekenen door middel van de regel van Sarrus.

Dat geeft ons -8 + 250 + 72 - (-80) - 30 - 60 = 304.

De determinant is verschillend van 0, dus de hoofddeterminant van (A|b) =
\(
\begin{vmatrix}

1 &5 &8\\

3 &-2 &10\\

5 &3 &4

\end{vmatrix}
\)
met rang 3.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Dus wat kun je besluiten?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

De rang van A is verschillend dan die van (A|b) met andere woorden, B behoort niet tot de kolomruimte van A en is het stelsel A*X = B strijdig?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Er is inderdaad geen oplossing voor het stelsel, op basis van Rouché.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

Dat was snel :) .

Stel nu dat we volgende matrix hebben
\(
\begin{pmatrix}

1 &5 &-8\\

3 &-2 &10\\

5 &3 &4\\

1 &1 &0

\end{pmatrix}
\)
, alles is hetzelfde als daarnet maar a13 dat 8 was is gewijzigd in -8.

Bijgevolg krijgen we geen niet nul determinant in de bijhorende 3*3 matrices want zowel
\(
\begin{pmatrix}

1 &5 &-8\\

3 &-2 &10\\

5 &3 &4\\

\end{pmatrix}\)
als
\(\begin{pmatrix}

3 &-2 &10\\

5 &3 &4\\

1 &1 &0

\end{pmatrix}\)
zal als determinant 0 uitkomen.

Stel we nemen als hoofddeterminant:
\(\begin{pmatrix}

1 &5 \\

3 &-2

\end{pmatrix}\)
, welke dus als determinant (1 * (-2)) - (3 * 5) = -17 uitkomt.

Conclusie: rang A = rang (A|b) = rang 2, dus B behoort wel tot de kolomruimte van A.

Wat is dan de volgende stap?

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Is de rang nu gelijk aan het aantal variabelen? Dus Rouché zegt je dat er ... oplossingen zijn.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

Als ik me niet vergis zou er één unieke oplossing zijn.

Gebruikersavatar
Berichten: 10.179

Re: Stelling van Rouch

Dat klopt :) . Stel dat je nu eens even alleen naar de eerste 2 vergelijkingen kijkt:

x + 5y = -8

3x - 2y = 10

Als er een oplossing is voor dit stelsel. Hoeveel oplossingen zijn er dan?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 122

Re: Stelling van Rouch

Ik vermoed één oplossing voor x en één oplossing voor y.

Reageer