Для решения задачи необходимо определить ранги основной и расширенной матриц системы уравнений, а затем выяснить количество решений. Давайте разберемся с каждым шагом:
-
Запишите систему уравнений в матричной форме:
- Основная матрица коэффициентов:
- Расширенная матрица (добавьте столбец свободных членов):
- 3 -1 | 1
- 2 1 | 5
- 1 -2 | 0
-
Определите ранг основной матрицы:
- Ранг матрицы равен числу линейно независимых строк.
- Преобразуем строки, чтобы определить линейную независимость:
- Первая строка: (3, -1)
- Вторая строка: (2, 1)
- Третья строка: (1, -2)
- Строки не являются линейно зависимыми, так как ни одна из них не может быть получена из другой путем умножения на константу или сложения.
- Следовательно, ранг основной матрицы равен 3.
-
Определите ранг расширенной матрицы:
- Рассматриваем строки расширенной матрицы:
- Первая строка: (3, -1, 1)
- Вторая строка: (2, 1, 5)
- Третья строка: (1, -2, 0)
- Проверяем линейную независимость так же, как в основной матрице.
- Строки расширенной матрицы также являются линейно независимыми.
- Таким образом, ранг расширенной матрицы также равен 3.
-
Определите количество решений системы:
- Если ранги основной и расширенной матриц равны, и они равны количеству переменных (в данном случае 2), то система имеет единственное решение.
- Однако в данном случае ранг (3) больше количества переменных (2), что означает, что система несовместна и не имеет решений.
Теперь установим соответствие между характеристиками и их значениями:
- A. Ранг основной матрицы - E. 3
- B. Ранг расширенной матрицы - E. 3
- C. Количество решений системы - F. 0