A classificação de sistemas de equações lineares

equações lineares descrevem linhas retas ou superfícies planas multidimensionais . Sistemas de equações lineares são conjuntos de equações lineares . Eles são encontrados em muitas disciplinas acadêmicas e técnicas . Equações lineares são utilizados em estatística, engenharia, física , finanças e economia. Um determinado sistema de equações lineares pode cair em uma das três categorias. Para os fins deste artigo , o sistema de dois dimensional a seguir será usado como exemplo:

4x + 5y = 1
4x - 2a = 2 equações lineares Nomenclatura

o ranking de um sistema de equações lineares é o número de linhas ou colunas da matriz dos coeficientes desse sistema linearmente independentes . A matriz de coeficientes é uma grade dos números que precedem as variáveis ​​do sistema . No nosso exemplo , a matriz dos coeficientes seria :

4 5

4 -2

Para uma linha ( ou coluna ), a ser linearmente independente de outra linha ( ou coluna ) , ele deve ser o caso de que uma linha (ou coluna ) não pode ser produzido por uma combinação linear de uma outra linha ( ou coluna ) . Você não deve ser capaz de múltiplas todos os elementos da linha 1 por um único número para obter linha 2 Você pode ver que todas as colunas no nosso exemplo coeficientes da matriz são linearmente independentes , pois não existe nenhum número que nos permitiria multiplicar 4 para obter 5 e -2 . Você também pode ver que as linhas na nossa matriz exemplo são linearmente independentes . Não existe um único número que, quando multiplicado por 4 produz 4 , e , quando multiplicado por 5 produz -2 . Isto significa que a posição de nosso sistema exemplo é 2.

A matriz aumentada é uma combinação da matriz de coeficientes eo vetor solução. No nosso exemplo a matriz aumentada seria:

4 5 1

4 -2 2

Porque essa matriz tem duas linhas , o valor mais alto o posto da matriz aumentada pode , eventualmente, ser é 2 Portanto, para este exemplo , o posto da matriz aumentada é igual ao posto da matriz de coeficientes.
extensão do sistema

no nosso exemplo de sistema de equações , há apenas duas variáveis ​​. As equações descrevem linhas no espaço bidimensional. Se fôssemos para adicionar outro conjunto de variáveis ​​das equações que descrevem aviões no espaço tridimensional. Isto pode ser estendido a diversas dimensões . Em vez de pensar em termos de sistemas com qualquer número específico de variáveis ​​, podemos pensar em termos de um sistema genérico com n variáveis ​​. Isso nos permite classificar as propriedades gerais de todos os sistemas de equações , independentemente do número de variáveis ​​no sistema.
Sem solução

Se o posto de a matriz de coeficientes não é igual ao posto da matriz aumentada , não há solução . Não há um conjunto único de valores que cumpra os requisitos descritos no sistema de equações. O sistema de equações não podem ser resolvidas . Se o sistema não pode ser resolvido , o sistema é dito ser inconsistente.
Uma solução única

Há um conjunto único e exclusivo de soluções para o sistema de equações se o posto da matriz coeficientes é igual ao posto da matriz aumentada e eles são ambos iguais ao número de colunas da matriz dos coeficientes . Não há um único conjunto de valores que cumpre os requisitos descritos pelo sistema de equações. Se há uma solução única , o sistema é dito ser independente.
Um infinito número de soluções

O sistema de equações tem um número infinito de soluções, se as posto da matriz coeficientes é igual ao posto da matriz aumentada e eles estão a menos do que o número de linhas na matriz coeficientes. Thiere é um infinitamente grande conjunto de valores que preencham os requisitos descritos pelo sistema de equações. Se há um número infinito de soluções , o sistema é dito ser dependente.

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