venerdì 4 marzo 2011

ESE_SL-Gauss_2


Esercizio
Risolvere il seguente sistema MATH
Soluzione
La matrice completa del sistema è MATHApplichiamo il metodo di eliminazione di Gauss, riducendo dapprima a scalini la matrice $A^{\prime }$. Il pivot della prima riga si trova nella posizione $(1,1)$ e vale $1$. Vogliamo azzerare quindi nella prima colonna tutti gli elementi sotto il pivot. Per far questo, effettuiamo le seguenti operazioni sulle righe di $A^{^{\prime }}$: MATH, ottenendo MATHA questo punto passiamo a considerare il pivot della seconda riga, che si trova nella posizione $(2,2)$ e vale $1$. Vogliamo azzerare l'elemento in terza riga che si trova sotto il pivot. Operiamo quindi sulla terza riga come segue:MATH, ottenendo MATHLa matrice ottenuta è in forma a scalini. Se chiamiamo $S$ la matrice costituita dalle prime quattro colonne di $S^{\prime }$, corrispondente alla forma a scalini della matrice dei coefficienti del sistema di partenza, e ricordando che in una matrice a scalini il rango è il numero delle sue righe non nulle, abbiamo che MATH (numero parametri del sistema), possiamo concludere che il sistema dato ha $\infty ^{2}$ soluzioni. Osserviamo che l'annullamento della terza riga indica che la terza equazione di partenza è linearmente dipendente dalle prime due, pertanto non aggiunge alcuna soluzione al sistema e perciò può essere eliminata. Il sistema ridotto che si ottiene in corrispondenza di $S^{\prime }$ è: MATHCome visto sopra, le soluzioni sono esprimibili in funzione di due parametri che, ricordiamo, vanno scelti in corrispondenza delle colonne che non contengono pivot. Nel nostro caso poniamo $z=a$,$w=b$ e si ha MATHL'ultima equazione ci dà direttamente il valore di $y$ in funzione dei parametri scelti, che sostituito nella prima equazione dà $x=-a+2b$.
Pertanto le $\infty ^{2}$ soluzioni al variare dei parametri $a$ e $b$ in $I\!\!R$ sono descritte dalle quaterne MATH


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