Sistemi lineari in R
Equazioni lineari ad una incognita
a: coefficiente
b: termine noto
x: incognita
a · x = b
La soluzione dell'equazione è un numero reale xo, tale che sostituito al posto di x verifica l'uguaglianza.
Esempi
- x - 11 = 0 ammette la soluzione xo = 11
- x = 0 a seconda del valore di a può avere 0 soluzioni o nessuna.
- 0 · x = 5 non ha soluzioni qualora 0 non si annulli
- 0 · x = 0 verificate ∀x ∈ R quindi ammette ∞ soluzioni
Casi
- Se a ≠ 0 allora l'equazione a · x = b ammette la sola soluzione xo = b/a
- Se a = 0 con b ≠ 0 non ha soluzioni, è impossibile.
- Se a = 0 con b = 0 è sempre verificata, ha ∞ soluzioni.
Sistemi lineari in 2 incognite
x1, x2: incognite
a, b, c, d: coeff.
termini noti
a1 x + b x2 = c
c x1 + d y = f
La soluzione del sistema è una coppia ordinata di valori (xo, yo) di numeri reali tali che sostituiti al posto delle incognite rendono vere le uguaglianze.
Esempi
- [2x + (-1) · y = 5, x + 3y = -8] ha soluzione (1, -3)
- [2 + 3 = 5, -1 - 9 = -8] 0 soluzioni
L'intento del sistema è di trovare un sistema equivalente più semplice e soluzioni comuni ad entrambi.
Metodi di risoluzione dei sistemi
- Sostituzione
- Confronto
- Riduzione a scalini / Metodo di Gauss
- Aggiunte e sottrazione
- Cramer
Sistemi lineari in R
Equazioni lineari ad una incognita, 1 grado
a: coefficiente
b: termine noto
x: incognita
a · x = b
La soluzione dell'equazione è un numero reale xo tale che sostituito al posto di x verifica l'uguaglianza.
Esempi
- x - 11 = 10 ammette la soluzione xo = 21
- x = 0 a seconda del valore di x può avere infinite soluzioni o nessuna.
- 0 · x = 0 non ha soluzioni qualunque sia il valore di x.
- 0x = 0 verificate x ∈ R quindi ammette ∞ soluzioni
Casi
- Se a ≠ 0 allora l'equazione a · x = b ammette la sola soluzione xo = b/a
- Se a = 0 e con b ≠ 0 non ha soluzioni, è impossibile.
- Se a = 0 e con b = 0 è sempre verificata, ha ∞ soluzioni.
Sistemi lineari a 2 incognite
x, y: incognite
a, b, c, d: coefficienti
e, f: termini noti
La soluzione del sistema è una coppia ordinata di valori (x0, y0) di numeri reali tali che sostituiti al posto delle incognite rendono vere le uguaglianze.
Esempi
- {2x + (-1)y = 5 ha soluzione (1, 3)
- {2 + 3 = 5}
- {5 : 5}
- {x + 3y = 8}
- {1 - 9 = -8}
- {-8 = -8} ∞ soluzioni
L'intento del sistema è di trovare un sistema equivalente più semplice e soluzioni comuni ad entrambi.
Metodi di risoluzione dei sistemi
- Sostituzione
- Confronto
- Riduzione a scalini / Metodo di Gauss (Prove orali)
- Addizione e sottrazione
- Cramer
Metodo di addizione e sottrazione
- ax + by = e
- cx + dy = f
Supponiamo a, c ≠ 0:
RISOLVO PER x
ax + by = e moltiplico per c → {cax + cby = ce}
cx + dy = f moltiplico per a → {acx + ady = af}
ady - bcy = af - ce
[(ad) - (bc)] y = af - ce
POI RISOLVO PER y
ax + by = e moltiplico per d → dax + dby = de
cx + dy = f moltiplico per b → bcx + bdy = bf
dax - bcx = de - bf
[(ad) - (bc)] x = de - bf
(ad - bc) y = af - ce
(ad - bc) x = de - bf
Sistema equivalente al primo
Casi
- Se il coefficiente comune (ad - bc) ≠ 0 si può portare a dividere. Ammette 1 soluzione x0, y0 :
x0 = (de - bf) / (ad - bc)
y0 = (af - ce) / (ad - bc) - Se ad - bc = 0 e (de - bf) / 0 (af - ce) / 0 il sistema non ammette soluzioni
- Se ad - bc = 0, de - bf = 0, af - ce = 0 il sistema ammette ∞ soluzioni
Metodo di Cramer
Data la tabella (a b)(c d) di numeri, si definisce il suo determinante
det (a b)(c d) ottenuto dalla moltiplicazione in croce:
a · d - b · c
det (a b)(c d) := (ad - bc) e ciò che troviamo nelle conclusioni del
det (3 -2)(5 4) := 3 · 4 - (-2) · 5 = 22
L'applicazione di questo metodo e la ricerca del determinante è utile per il sistema,
ax + by = e
cx + dy = f
Casi
- Se det (a b)(c d) ≠ 0, allora il sistema ha 1 soluzione x
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