det A = ∣ k 1 1 1 k 1 1 1 k ∣ = k ∣ k 1 1 k ∣ − ∣ 1 1 1 k ∣ + ∣ 1 k 1 1 ∣ \det A=\begin{vmatrix}
k & 1 & 1 \\
1 & k & 1 \\
1 & 1 & k
\end{vmatrix}=k\begin{vmatrix}
k & 1 \\
1 & k
\end{vmatrix}-\begin{vmatrix}
1& 1 \\
1 & k
\end{vmatrix}+\begin{vmatrix}
1 & k \\
1 & 1
\end{vmatrix} det A = ∣ ∣ k 1 1 1 k 1 1 1 k ∣ ∣ = k ∣ ∣ k 1 1 k ∣ ∣ − ∣ ∣ 1 1 1 k ∣ ∣ + ∣ ∣ 1 1 k 1 ∣ ∣
= k ( k 2 − 1 ) − ( k − 1 ) + ( 1 − k ) =k(k^2-1)-(k-1)+(1-k) = k ( k 2 − 1 ) − ( k − 1 ) + ( 1 − k )
k 3 − k − k + 1 + 1 − k = k 3 − 3 k + 2 k^3-k-k+1+1-k=k^3-3k+2 k 3 − k − k + 1 + 1 − k = k 3 − 3 k + 2
= k 2 ( k − 1 ) + k ( k − 1 ) − 2 ( k − 1 ) =k^2(k-1)+k(k-1)-2(k-1) = k 2 ( k − 1 ) + k ( k − 1 ) − 2 ( k − 1 )
= ( k − 1 ) ( k 2 + k − 2 ) = ( k − 1 ) 2 ( k + 2 ) =(k-1)(k^2+k-2)=(k-1)^2(k+2) = ( k − 1 ) ( k 2 + k − 2 ) = ( k − 1 ) 2 ( k + 2 ) Nonhomogeneous system of linear equations has a unique non-trivial solution if and only if
det A ≠ 0 = > ( k − 1 ) 2 ( k + 2 ) ≠ 0 \det A\not=0=>(k-1)^2(k+2)\not=0 det A = 0 => ( k − 1 ) 2 ( k + 2 ) = 0 The system has a unique non-trivial solution if k ∈ R , k ≠ 1 , k ≠ − 2. k\in \R, k\not=1, k\not=-2. k ∈ R , k = 1 , k = − 2.
If k = 1 , k=1, k = 1 , we have
x + y + z = 1 x + y + z = 1 x + y + z = 1 \begin{matrix}
x+y+z=1\\
x+y+z=1\\
x+y+z=1\\
\end{matrix} x + y + z = 1 x + y + z = 1 x + y + z = 1
The system has an infinite number of solutions if k = 1. k=1. k = 1.
If k = − 2 , k=-2, k = − 2 , we have
− 2 x + y + z = 1 x − 2 y + z = 1 x + y − 2 z = 1 \begin{matrix}
-2x+y+z=1\\
x-2y+z=1\\
x+y-2z=1\\
\end{matrix} − 2 x + y + z = 1 x − 2 y + z = 1 x + y − 2 z = 1
− 3 x + 3 y = 0 3 y − 3 z = 0 x + y − 2 z = 1 \begin{matrix}
-3x+3y=0\\
3y-3z=0\\
x+y-2z=1\\
\end{matrix} − 3 x + 3 y = 0 3 y − 3 z = 0 x + y − 2 z = 1
x = y y = z y + y − 2 y = 1 \begin{matrix}
x=y\\
y=z\\
y+y-2y=1\\
\end{matrix} x = y y = z y + y − 2 y = 1
The system has no solution if k = − 2. k=-2. k = − 2.
Comments