Esercizio
Risolvere il seguente sistema
Soluzione
La matrice completa del sistema è
Applichiamo il metodo di eliminazione di Gauss, riducendo dapprima a scalini la matrice
. Il pivot della prima riga si trova nella posizione
e vale
. Vogliamo azzerare quindi nella prima colonna tutti gli elementi sotto il pivot. Per far questo, effettuiamo le seguenti operazioni sulla seconda e terza riga di
:
Volendo eliminare le frazioni, andiamo ad effettuare le ulteriori operazioni:
Osserviamo che allo stesso risultato potevamo giungere effettuando direttamente su
le operazioni
, ovvero eliminando le frazioni direttamente nelle regole di trasformazione sulle righe.
A questo punto passiamo a considerare il pivot della seconda riga, che si trova nella posizione
e vale
. Vogliamo azzerare l'elemento in terza riga che si trova sotto il pivot. Operiamo quindi sulla terza riga come segue:
, ottenendo
La matrice ottenuta è in forma a scalini. Se chiamiamo
la matrice costituita dalle prime quattro colonne di
, 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
pari esattamente al numero parametri del sistema, quindi il sistema dato è compatibile, con un'unica soluzione, ed equivalente a
Sstituendo a ritroso a partire dall'ultima equazione, abbiamo immediatamente
, che sostituto nella seconda equazione dà
da
, e infine sostituendo i valori di
e
nella prima equaione si ha
ovvero
. In definitiva l'unica soluzione del sistema è:
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