Forelæsning 2a 

Geometrisk fortolkning af ligninger med 3 ubekendte: Skæring mellem planer i `*`(`^`(R, 3)) 

> restart:with(LinearAlgebra):
 

Lineære Ligninger med tre ubekendte repræsenterer planer 

Ligningen 

> x[1]+x[2]+x[3]=1;
 

`+`(x[1], x[2], x[3]) = 1
 

repræsenterer planen  

> Student[LinearAlgebra][PlanePlot](x[1]+x[2]+x[3]=1);
 

Plot
 

Hvis vi varierer højresiden får vi parallelle planer 

> x[1]+x[2]+x[3]=a;
 

`+`(x[1], x[2], x[3]) = a
 

> plots[animate](Student[LinearAlgebra][PlanePlot],[x[1]+x[2]+x[3]=a], a=0..4);
 

Plot
 

Hvis vi varierer koefficienterne drejer planen 

> x[1]+cos(t)*x[2]+sin(t)*x[3]=1;
 

`+`(x[1], `*`(cos(t), `*`(x[2])), `*`(sin(t), `*`(x[3]))) = 1
 

> plots[animate](Student[LinearAlgebra][PlanePlot],[x[1]+cos(t)*x[2]+sin(t)*x[3]=1], t=0..Pi/2);
 

Plot
 

3 ligninger med 3 ubekendte med præcis en løsning 

Ligningssystemet : 

> `+`(x[1], x[2], x[3]) = 1; 1; `+`(x[1], `*`(2, `*`(x[2])), x[3]) = 2; 1; `+`(x[1], x[2], `*`(2, `*`(x[3]))) = 1; 1
 

 

 

`+`(x[1], x[2], x[3]) = 1
`+`(x[1], `*`(2, `*`(x[2])), x[3]) = 2
`+`(x[1], x[2], `*`(2, `*`(x[3]))) = 1 (2.1)
 

har totalmatrix 

> <<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>;
 

Matrix(%id = 4347905608)
 

Resultatet af Gauss elimination: 

> GaussianElimination(<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>);
 

Matrix(%id = 4345589720)
 

> LinearSolve(<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>);
 

Vector[column](%id = 4343075176)
 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>)
 

> ;
 

Plot
 

3 ligninger med 3 ubekendte med ingen løsning 

> <<2|1|0|0>,<1|0|-1|0>,<1|1|1|1>>;
 

Matrix(%id = 4351104424)
 

> GaussianElimination(<<2|1|0|0>,<1|0|-1|0>,<1|1|1|1>>);
 

Matrix(%id = 4342404760)
 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<2|1|0|0>,<1|0|-1|0>,<1|1|1|1>>);
 

Plot
 

Andre eksempler 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1|1|1|2>,<1|1|1|1>,<1|2|1|1>>);
 

Plot
 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1|1|1|1>,<1|1|1|2>,<1|1|1|3>>);
 

Plot
 

3 ligninger med 3 ubekendte med uendelig mange løsninger: 1-parameter familie 

> <<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -2 | 0 | 0>, <2| -2| -1 | 0>>;
 

>
 

 

> GaussianElimination(<<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -2 | 0 | 0>, <2| -2| -1 | 0>>);
 

Matrix(%id = 4345336080)
 

> LinearSolve(<<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -2 | 0 | 0>, <2| -2| -1 | 0>>, free=t);
 

Vector[column](%id = 4348339728)
 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -2 | 0 | 0>, <2| -2 | -1 | 0>>);
 

Plot
 

>
 

3 ligninger med 3 ubekendte med uendelig mange løsninger: 2-parameter familie 

Animation af overgang fra præcis en løsning til 2-parameter familie af løsninger (3 identiske planer) 

> A:=a-><<1,1,1>|<1,a,1>|<1,1,a>|<1,1,1>>:plots[animate](Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot],[A(a), scaling=constrained], a=0..0.99);
 

Plot
 

4 ligninger med 3 ubekendte med ingen løsning 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1|2|1|1>,<1|1|2|1>,<1|0|1|2>, <2|1|1|0>>);
 

Plot
 

4 ligninger med 3 ubekendte med præcis en løsning 

> Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -1 | 0 | 0>, <2 | -1 | -1 | 0>,<1| 0 | 1 | 0>>);
 

Plot
 

>