Let x 1 u 1 + x 2 u 2 + x 3 u 3 = v x ∈ R x_1u_1+x_2u_2+x_3u_3=v\quad x\in\reals x 1 u 1 + x 2 u 2 + x 3 u 3 = v x ∈ R
[ 1 2 1 − 3 − 4 − 3 2 − 1 7 ] [ x 1 x 2 x 3 ] = [ 2 − 5 3 ] \begin{bmatrix}
1&2&1 \\
-3&-4&-3\\2&-1&7
\end{bmatrix}\begin{bmatrix}
x_1 \\
x_2\\x_3
\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}
2 \\-5\\3
\end{bmatrix} ⎣ ⎡ 1 − 3 2 2 − 4 − 1 1 − 3 7 ⎦ ⎤ ⎣ ⎡ x 1 x 2 x 3 ⎦ ⎤ = ⎣ ⎡ 2 − 5 3 ⎦ ⎤
Considering augmented matrix A A A for this system and applying Gauss- Jordan elimination
A = ∣ 1 2 1 ∣ − 3 − 4 − 3 ∣ 2 − 1 7 ∣ 2 − 5 3 ∣ A=\begin{matrix}
|&1&2&1\\|&-3&-4&-3&\\|&2&-1&7
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2\\-5\\3
\end{vmatrix} A = ∣ ∣ ∣ 1 − 3 2 2 − 4 − 1 1 − 3 7 ∣ ∣ 2 − 5 3 ∣ ∣
− 1 3 -\frac{1}{3} − 3 1 R 2 − R 1 → R 2 R_2-R_1\to\>R_2 R 2 − R 1 → R 2
∣ 1 2 1 ∣ 0 − 2 3 0 ∣ 1 − 1 2 7 2 ∣ 2 − 1 3 3 2 ∣ \begin{matrix}
|&1&2&1 \\
|&0&-\frac{2}{3} & 0\\
|&1&-\frac{1}{2}&\frac{7}{2}
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2\\
-\frac{1}{3}\\
\frac{3}{2}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 1 2 − 3 2 − 2 1 1 0 2 7 ∣ ∣ 2 − 3 1 2 3 ∣ ∣
1 2 R 3 − R 1 → R 2 \frac{1}{2}\>R_3-R_1\>\to\>R_2 2 1 R 3 − R 1 → R 2
∣ 1 2 1 ∣ 0 − 2 3 0 ∣ 0 − 5 2 5 2 ∣ 2 − 1 3 − 1 2 ∣ \begin{matrix}
|&1&2&1 \\
|&0&-\frac{2}{3}&0 \\
|&0&-\frac{5}{2}&\frac{5}{2}
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2 \\
-\frac{1}{3} \\
-\frac{1}{2}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 2 − 3 2 − 2 5 1 0 2 5 ∣ ∣ 2 − 3 1 − 2 1 ∣ ∣
− 3 2 R 2 → R 2 -\frac{3}{2}\>R_2\to\>R_2 − 2 3 R 2 → R 2 ∣ 1 2 1 ∣ 0 1 0 ∣ 0 − 5 2 5 2 ∣ 2 1 2 − 1 2 ∣ \begin{matrix}
|&1&2&1 \\
|&0&1&0 \\
|&0&-\frac{5}{2}&\frac{5}{2}
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2 \\
\frac{1}{2} \\
-\frac{1}{2}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 2 1 − 2 5 1 0 2 5 ∣ ∣ 2 2 1 − 2 1 ∣ ∣
− 2 5 R 3 − R 2 → R 3 -\frac{2}{5}R_3-R_2\to\>R_3 − 5 2 R 3 − R 2 → R 3
∣ 1 2 1 ∣ 0 1 0 ∣ 0 0 − 1 ∣ 2 1 2 − 3 10 ∣ \begin{matrix}
|&1&2&1 \\
|&0&1&0 \\
|&0&0&-1
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2 \\
\frac{1}{2} \\
-\frac{3}{10}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 2 1 0 1 0 − 1 ∣ ∣ 2 2 1 − 10 3 ∣ ∣
− 1 -1 − 1 R 3 → R 3 R_3\to\>R_3 R 3 → R 3 ∣ 1 2 1 ∣ 0 1 0 ∣ 0 0 1 ∣ 2 1 2 3 10 ∣ \begin{matrix}
|&1&2&1 \\
|&0&1&0 \\
|&0&0&1
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2 \\
\frac{1}{2}\\
\frac{3}{10}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 2 1 0 1 0 1 ∣ ∣ 2 2 1 10 3 ∣ ∣
R 1 − R 3 → R 1 R_1-R_3\to\>R_1 R 1 − R 3 → R 1 ∣ 1 2 0 ∣ 0 1 0 ∣ 0 0 1 ∣ 2 1 2 3 10 ∣ \begin{matrix}
|&1&2&0 \\
|&0&1&0\\
|&0&0&1
\end{matrix}\begin{vmatrix}
2 \\
\frac{1}{2} \\
\frac{3}{10}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 2 1 0 0 0 1 ∣ ∣ 2 2 1 10 3 ∣ ∣
R 1 − 2 R 2 → R 1 R_1-2R_2\to\>R_1 R 1 − 2 R 2 → R 1 ∣ 1 0 0 ∣ 0 1 0 ∣ 0 0 1 ∣ 7 10 1 2 3 10 ∣ \begin{matrix}
|&1&0&0 \\
|&0&1&0 \\
|&0&0&1
\end{matrix}\begin{vmatrix}
\frac{7}{10} \\
\frac{1}{2} \\
\frac{3}{10}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ∣ ∣ 10 7 2 1 10 3 ∣ ∣
rref A = A= A = ∣ 1 0 0 ∣ 0 1 0 ∣ 0 0 1 ∣ 7 10 1 2 3 10 ∣ \begin{matrix}|&
1&0&0 \\|&
0&1&0\\|&0&0&1
\end{matrix}\begin{vmatrix}
\frac{7}{10}\\\frac{1}{2}\\\frac{3}{10}
\end{vmatrix} ∣ ∣ ∣ 1 0 0 0 1 0 0 0 1 ∣ ∣ 10 7 2 1 10 3 ∣ ∣
⟹ x 1 = 7 10 x 2 = 1 2 x 3 = 3 10 \implies x_1=\frac{7}{10}\quad x_2=\frac{1}{2} \quad x_3=\frac{3}{10} ⟹ x 1 = 10 7 x 2 = 2 1 x 3 = 10 3
v = 7 10 u 1 + 1 2 u 2 + 3 10 u 3 v=\frac{7}{10}u_1+\frac{1}{2}u_2+\frac{3}{10}u_3 v = 10 7 u 1 + 2 1 u 2 + 10 3 u 3
Comments