Matematik

Hjælp til fuldstændig løsning til homogent ligningssystem

14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Har fået en opgave, der lyder således:

For hvilke tal t har det homogene ligningssystem med koefficientmatricen A =

1    1     1

1    2t    1

1     1     t

en entydig løsning? Find den fuldstændige løsning til systemet for alle værdier af t.

 

Først har jeg fundet determinanaten, det(A) = 2t^2-3t+1, der er en andengradsligning.

Derefter fundet løsninger til andengradsligning, som er t = 1 og t =1/2

Dvs. nu har jeg fundet for hvilke ral t at systemet har en entydige løsning.

Nu er jeg så gået i stå, for jeg er ikke med på hvad den fuldstændige løsning er eller hvordan man komme frem til den. Har godt nok en bog med det her med matricer, men har læst det tilhørende afsnit igennem mange gange og synes ikke den forklarer det særlig godt.

Håber på at nogle kan hjælpe


Brugbart svar (2)

Svar #1
14. september 2011 af Andersen11 (Slettet)

Ligningssystemet har en entydig løsning, når det(A) ≠ 0, så man skal løse uligheden

2t2 -3t +1 ≠ 0 .


Svar #2
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

Oka, tak for så hurtigt et svar :)

Det er jeg godt med på :) den entydige løsning er at t = 1 og t = 1/2, men self vigtig lige at nævne at det skyldes det(A) ≠ 0.

Kan du også hjælpe mig med at finde den fuldstændige løsning til systemet for alle værdier af t?

Umiddelbart tænker jeg at jeg så må skulle indsætte hhv. 1 og 1/2 i matricen og så reducerer matricen.... ved ikke om det er noget i den stil?


Svar #3
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

ulighed siger du?

bemærker lige nu at der står forskellige fra nul i 2t^2-3t+1≠0, hmm... hvordan løser jeg en ulighed?


Brugbart svar (1)

Svar #4
14. september 2011 af Andersen11 (Slettet)

#2

Nej, man skal netop undgå t = 1 og t = 1/2 for at det(A) ≠ 0 .

det(A) ≠ 0 ⇔ t ∈ R \ {1 , 1/2}

Drejer det sig om løsning af lineære ligningssystemer, eller lineære differentialligninger?


Brugbart svar (1)

Svar #5
14. september 2011 af Andersen11 (Slettet)

#3

Polynomiet t2 -3t +1 er lig med nul netop for de to rødder i polynomiet, og det er ≠ 0 for ethvert t, der ikke er rod i polynomiet.


Svar #6
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

Det drejer sig om løsning af lineære ligningssystemer.

hey både når t = 1 og t = 1/2, så får vi naturligvis at ligningen 2t^2-3t+1 = 0, så disse er ikke løsninger. Betyder det så at den fuldstændige løsning er når t≠1 og t≠2 ?

Eller hvordan skal man angive sådan en fuldstændig løsning?


Brugbart svar (1)

Svar #7
14. september 2011 af Andersen11 (Slettet)

#6

Hvis det lineære ligingssystem er homogent, har det formen

A x = 0 , og hvis det(A) ≠ 0, er løsningen

x = A-1 0 = 0

Det bliver så mere interessant, hvis det(A) = 0 , idet man får visse underrum som løsninger.


Svar #8
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

oka. håber jeg har forstået det her rigtig så.

Vi får jo at vide at ligningssystemet er homogent, så det er vel ax=0, vi skal have fat i. Men vi har lige kigget på løsningen hvor det(A)≠0. modsiger det ikke lige hinanden eller?

Du siger det som om at ligningssytemet ikke kan være både homogent og have at det(A)≠0, er det korrekt forstået.

Ydermere, da ligningesystemet er homogent, skal jeg så finde den vektor x, der upfylder at Ax=0?


Brugbart svar (1)

Svar #9
14. september 2011 af Andersen11 (Slettet)

#8

Når det(A) ≠ 0 er der netop een løsning, nemlig x = 0 . Når det(A) = 0, er der enten ingen eller uendeligt mange løsninger, men da x = 0 klart er en løsning, er der uendeligt mange løsninger.


Svar #10
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

Nu har jeg prøvet at stille det op som en matrice og så løse ligningsystemt

1  1  1         1    1      1         1      1     1       1    1    1            1   0   2t-1

1  2t  1   ≈   0  2t-1   0   ≈    0   2t-1   0   ≈   0   1   2-2t   ≈   0   1   2-2t

1  1  t          1     1     t           0     0    t-1        0    0    t-1         0   0   t-1

Vil det så sige at x+z(2t-1)=0, y+z(2-2t)=0 og z(t-1)=0 der den fuldstændige løsning?

 

Eller har jeg forstået det her helt forkert.

Ved virkelig ikke hvad det er jeg skal forsøge at finde når der står at man skal finde de fuldstændige løsning?

 


Svar #11
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

men hvis der er uendeligt mange løsninger, skal jeg vel have fat i en løsning med fri variable eller? må t da godt indgå som en fri varible forskellig fra 1 og 1/2 ?


Brugbart svar (1)

Svar #12
14. september 2011 af Andersen11 (Slettet)

#10

Hvis det(A) ≠ 0, altså hvis t ≠ 1 og t ≠ 1/2, er løsningen (x,y,z) = (0,0,0).

Hvis t = 1, er matricen

1  1  1
1  2  1
1  1  1

og det ses, at den sidste ligning er overflødig, dvs systemet er underbestemt.

Af

x + y + z = 0
x +2y +z = 0

finder man y = 0 , sammen med x + z = 0 , dvs linien i planen y = 0 med ligningen x + z = 0 .

Hvis t = 1/2, er matricen

1  1  1
1  1  1
1  1  1/2 ,

og det ses, at den midsterste ligning er overflødig, dvs

x + y + z = 0
x + y + z/2 = 0 , hvoraf fås

z = 0 sammen med x + y = 0, dvs linien i planen z = 0 med ligningen x + y = 0 .


Svar #13
14. september 2011 af frkhlarsen (Slettet)

Alletiders, nu tror jeg jeg er ved at forstå det.

Så vi forsøger at løse matricerne for hvor af de to værdier af t, man da vi ved hver af dem får en overflødig linje, har vi 2 ligninger med 3 ubekendte ved dem begge.

Vi kan derfor ikke "gøre det kortere" nu, og de 4 ligninger vi har stående tilbage, må da udgøre den fuldstændige løsning.

Er det korrekt?


Brugbart svar (1)

Svar #14
14. september 2011 af goathunter (Slettet)

Du skal finde den fuldstændige løsning for hver af de to t værdier t=1/2 og t=1, ved at indsætte disse i matricen og reducere. Så mangler du løsningen for alle andre værdier af t, men her ved du at løsningen er entydig og man ser let at x=0 (x er en vektor) er en løsning til Ax=0, og da løsningen er entydig, er den fuldstændige løsning x=0 for alle andre værdier af t.


Brugbart svar (0)

Svar #15
10. september 2015 af gariban

Hej SP,

Gammel tråd, men jeg søger hjælp til denne opgave. Er der nogle der kan fortælle mig hvad man skal gøre. For jeg synes ikke tråden giver et egentlig svar :)


Brugbart svar (0)

Svar #16
10. september 2015 af Soeffi

 #15 Hej SP, Gammel tråd, men jeg søger hjælp til denne opgave. Er der nogle der kan fortælle mig hvad man skal gøre. For jeg synes ikke tråden giver et egentlig svar :)

#1 Ligningssystemet har en entydig løsning, når det(A) ≠ 0, så man skal løse uligheden

2t2 -3t +1 ≠ 0 .


Skriv et svar til: Hjælp til fuldstændig løsning til homogent ligningssystem

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.