04.07. Linear Systems with an Infinite Number of Solutions (Optional)

04.07. Системы линейных уравнений с избытком неизвестных 

When a system has more variables than equations we often get not one, but an infinite number of solutions.

Если число переменных в системе линейных уравнений превышает число самих уравнений, то говорят о поисках " общего решения ".

Here is an example.

Рассмотрим эту ситуацию на конкретном примере.

Solve the system : 

Решить систему 

{x+y+z = 1, 3*x+y = 3}

PIECEWISE([``, x+y+z = 1],[``, 3*x+y = 3]) :

 

 

 

 
 

 

> sols:=solve({x+y+z=1, 3*x+y=3});

sols := {y = y, x = 1-1/3*y, z = -2/3*y}

 

Notice this time we do not get a single set of numerical values for x, y and z. Instead Maple tells us how the values of x, y and z must be related to construct a typical solution.

In particular the expression x = x in the output above indicates that x can be any number. We refer to it as the "free" variable in the solution. 

Итак, решением не будет единственная тройка чисел ! Вместо этого, Maple выводит " общее решение ": конструкция " х = х " сообщает, какая неизвестная выбрана в качестве " свободной ", а остальные неизвестные выражаются через неё. Переменная х может принимать любое действительное значение, например, x[0]

Тогда тройка чисел 

`(`*x[0], 3-3*x[0], -2+2*x[0]*`)`  

To find any particular solution (among the infinte number possible) pick any value for x and use this to calculate the corresponding values for y and z. 

называется " частным решением ". Таких троек - бесконечное число.

For example let x = 4.

Например, пусть х = 4 :

 
   

> subs(x=4,sols);

{y = y, z = -2/3*y, 4 = 1-1/3*y}

 

So one solution is : 

Получили одно из частных решений: 

x=4 , y= -9 and z=6. 

х = 4 , y = - 9 , z = 6 . 

Take a minute and check by hand that these three numbers do in fact satisfy our original equations : x+y+z = 1 and 3*x+y = 3 .

Проверку можно выполнить даже устно.

Now let's look at the solution that is generated when we take x=2.

"Добудем" ещё одно частное решение:

 
   

> subs(x=2,sols);

{y = y, z = -2/3*y, 2 = 1-1/3*y}

 

So two of the infinitely many solutions are: (x,y,z) = (4, -9, 6) and (2, -3, 2).

С официального разрешения                    © 2002 Waterloo Maple, Inc

 

Hosted by uCoz