Let vector x = ( a , b , c , d ) x=(a, b, c, d) x = ( a , b , c , d ) is orthogonal to the vectors u = ( 2 , 1 , − 4 , 0 ) , v = ( − 1 , − 1 , 2 , 2 ) , u=(2,1,-4,0), v=(-1,-1,2,2), u = ( 2 , 1 , − 4 , 0 ) , v = ( − 1 , − 1 , 2 , 2 ) ,
and w = ( 3 , 2 , 5 , 4 ) . w=(3,2,5,4). w = ( 3 , 2 , 5 , 4 ) . Then
2 a + b − 4 c = 0 − a − b + 2 c + 2 d = 0 3 a + 2 b + 5 c + 4 d = 0 \begin{matrix}
2a+b-4c=0 \\
-a-b+2c+2d=0 \\
3a+2b+5c+4d=0 \\
\end{matrix} 2 a + b − 4 c = 0 − a − b + 2 c + 2 d = 0 3 a + 2 b + 5 c + 4 d = 0 Augmented matrix
A = ( 2 1 − 4 0 0 − 1 − 1 2 2 0 3 2 5 4 0 ) A=\begin{pmatrix}
2 & 1 & -4 & 0 & & 0 \\
-1 & -1 & 2 & 2 & & 0 \\
3 & 2 & 5 & 4 & & 0 \\
\end{pmatrix} A = ⎝ ⎛ 2 − 1 3 1 − 1 2 − 4 2 5 0 2 4 0 0 0 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 / 2 R_1=R_1/2 R 1 = R 1 /2
( 1 1 / 2 − 2 0 0 − 1 − 1 2 2 0 3 2 5 4 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 1/2 & -2 & 0 & & 0 \\
-1 & -1 & 2 & 2 & & 0 \\
3 & 2 & 5 & 4 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 − 1 3 1/2 − 1 2 − 2 2 5 0 2 4 0 0 0 ⎠ ⎞ R 2 = R 2 + R 1 R_2=R_2+R_1 R 2 = R 2 + R 1
( 1 1 / 2 − 2 0 0 0 − 1 / 2 0 2 0 3 2 5 4 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 1/2 & -2 & 0 & & 0 \\
0 & -1/2 & 0 & 2 & & 0 \\
3 & 2 & 5 & 4 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 3 1/2 − 1/2 2 − 2 0 5 0 2 4 0 0 0 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 − 3 R 1 R_3=R_3-3R_1 R 3 = R 3 − 3 R 1
( 1 1 / 2 − 2 0 0 0 − 1 / 2 0 2 0 0 1 / 2 11 4 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 1/2 & -2 & 0 & & 0 \\
0 & -1/2 & 0 & 2 & & 0 \\
0 & 1/2 & 11 & 4 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 1/2 − 1/2 1/2 − 2 0 11 0 2 4 0 0 0 ⎠ ⎞ R 2 = − 2 R 2 R_2=-2R_2 R 2 = − 2 R 2
( 1 1 / 2 − 2 0 0 0 1 0 − 4 0 0 1 / 2 11 4 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 1/2 & -2 & 0 & & 0 \\
0 & 1 & 0 & -4& & 0 \\
0 & 1/2 & 11 & 4 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 1/2 1 1/2 − 2 0 11 0 − 4 4 0 0 0 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 − R 2 / 2 R_1=R_1-R_2/2 R 1 = R 1 − R 2 /2
( 1 0 − 2 2 0 0 1 0 − 4 0 0 1 / 2 11 4 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & -2 & 2 & & 0 \\
0 & 1 & 0 & -4& & 0 \\
0 & 1/2 & 11 & 4 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 1/2 − 2 0 11 2 − 4 4 0 0 0 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 − R 2 / 2 R_3=R_3-R_2/2 R 3 = R 3 − R 2 /2
( 1 0 − 2 2 0 0 1 0 − 4 0 0 0 11 6 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & -2 & 2 & & 0 \\
0 & 1 & 0 & -4& & 0 \\
0 & 0 & 11 & 6 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 − 2 0 11 2 − 4 6 0 0 0 ⎠ ⎞ R 3 = R 3 / 11 R_3=R_3/11 R 3 = R 3 /11
( 1 0 − 2 2 0 0 1 0 − 4 0 0 0 1 6 / 11 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & -2 & 2 & & 0 \\
0 & 1 & 0 & -4& & 0 \\
0 & 0 & 1 & 6/11 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 − 2 0 1 2 − 4 6/11 0 0 0 ⎠ ⎞ R 1 = R 1 + 2 R 3 R_1=R_1+2R_3 R 1 = R 1 + 2 R 3
( 1 0 0 34 / 11 0 0 1 0 − 4 0 0 0 1 6 / 11 0 ) \begin{pmatrix}
1 & 0 & 0 & 34/11 & & 0 \\
0 & 1 & 0 & -4& & 0 \\
0 & 0 & 1 & 6/11 & & 0 \\
\end{pmatrix} ⎝ ⎛ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 34/11 − 4 6/11 0 0 0 ⎠ ⎞
x = ( − 34 11 t , 4 t , − 6 11 t , t ) , t ∈ R x=(-\dfrac{34}{11}t, 4t, -\dfrac{6}{11}t, t), t\in \R x = ( − 11 34 t , 4 t , − 11 6 t , t ) , t ∈ R
∣ x ∣ = ∣ t ∣ 11 ( − 34 ) 2 + ( 44 ) 2 + ( − 6 ) 2 + ( 11 ) 2 = 57 11 ∣ t ∣ |x|=\dfrac{|t|}{11}\sqrt{(-34)^2+(44)^2+(-6)^2+(11)^2}=\dfrac{57}{11}|t| ∣ x ∣ = 11 ∣ t ∣ ( − 34 ) 2 + ( 44 ) 2 + ( − 6 ) 2 + ( 11 ) 2 = 11 57 ∣ t ∣
t = 11 57 : x 1 = ( − 34 57 , 44 57 , − 6 57 , 11 57 ) t=\frac{11}{57}:\,x_1=(-\dfrac{34}{57}, \dfrac{44}{57}, -\dfrac{6}{57}, \dfrac{11}{57}) t = 57 11 : x 1 = ( − 57 34 , 57 44 , − 57 6 , 57 11 )
t = − 11 57 : x 2 = ( 34 57 , − 44 57 , 6 57 , − 11 57 ) t=-\frac{11}{57}:\,x_2=(\dfrac{34}{57}, -\dfrac{44}{57}, \dfrac{6}{57}, -\dfrac{11}{57}) t = − 57 11 : x 2 = ( 57 34 , − 57 44 , 57 6 , − 57 11 )
Comments