Considera i due sistemi seguenti (nelle incognite x, y, z e w) e cerca di risolverli.
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Nel primo sistema i primi elementi (ossia quelli a sinistra di "=") della seconda e della quarta equazione sono uno il doppio dell'altro, ma non sono tali i secondi elementi. Il sistema è dunque impossibile.
Nel secondo sistema i primi elementi della
seconda e della quarta equazione sono uno il doppio dell'altro, e sono tali anche i secondi elementi.
Le due equazioni sono dunque equivalenti, ed una può essere eliminata.
Sottraendo il doppio della prima equazione alla terza, posso sostituire questa con
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da cui |
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da cui |
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Si tratta di infinite soluzioni al variare di w in IR, che avrei potuto esprimere equivalentemente anche come:
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o come |
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Il fatto che entrambi i sistemi non abbiano una sola soluzione corrisponde al fatto che il determinante della matrice dei coefficienti (di x, y, z e w) ha determinante nullo in quanto la seconda riga (3, 1, 0, −1) è proporzionale alla quarta (6, 2, 0, −2).
Ecco come affrontare problemi del genere con questo semplice script:
Posso controllare rapidamente le risposte con WolframAlpha. Es.:
2x+y-z+3w = 4, 3x+y-w = -2, 4x+2y+z+6w = sqrt(3), 6x+2y-2w = 3/7 → no solutions exist
Ecco come affrontare problemi del genere con R:
ma <- matrix(data=c(2,3,4,6,1,1,2,2,-1,0,1,0,3,-1,6,-2),nrow=4,ncol=4)
det(ma)
0
noti <- matrix(data=c(4,-2,sqrt(3),3/7),nrow=4,ncol=1)
solve(ma,noti)
Error in solve(ma, noti): system is exactly singular
noti <- matrix(data=c(4,-2,sqrt(3),-4),nrow=4,ncol=1)
solve(ma,noti)
Error in solve(ma, noti): system is exactly singular
Vedi la voce matrici degli Oggetti Matematici.