Forelæsning 2a
Geometrisk fortolkning af ligninger med 3 ubekendte: Skæring mellem planer i
| > |
restart:with(LinearAlgebra): |
Lineære Ligninger med tre ubekendte repræsenterer planer
Ligningen
repræsenterer planen
| > |
Student[LinearAlgebra][PlanePlot](x[1]+x[2]+x[3]=1); |
Hvis vi varierer højresiden får vi parallelle planer
| > |
plots[animate](Student[LinearAlgebra][PlanePlot],[x[1]+x[2]+x[3]=a], a=0..4); |
Hvis vi varierer koefficienterne drejer planen
| > |
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); |
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](images/2a_8.gif) |
har totalmatrix
| > |
<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>; |
Resultatet af Gauss elimination:
| > |
GaussianElimination(<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>); |
| > |
LinearSolve(<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>); |
| > |
Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1,1,1>|<1,2,1>|<1,1,2>|<1,2,1>>) |
3 ligninger med 3 ubekendte med ingen løsning
| > |
<<2|1|0|0>,<1|0|-1|0>,<1|1|1|1>>; |
| > |
GaussianElimination(<<2|1|0|0>,<1|0|-1|0>,<1|1|1|1>>); |
| > |
Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<2|1|0|0>,<1|0|-1|0>,<1|1|1|1>>); |
Andre eksempler
| > |
Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1|1|1|2>,<1|1|1|1>,<1|2|1|1>>); |
| > |
Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1|1|1|1>,<1|1|1|2>,<1|1|1|3>>); |
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>>); |
| > |
LinearSolve(<<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -2 | 0 | 0>, <2| -2| -1 | 0>>, free=t); |
| > |
Student[LinearAlgebra][LinearSystemPlot](<<1 | 0 | -1 | 0>, <1 | -2 | 0 | 0>, <2| -2 | -1 | 0>>); |
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); |
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>>); |
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>>); |