与えられた連立一次方程式が自明でない解を持つような $a$ の値を求める問題です。連立方程式は以下の通りです。 $ \begin{cases} (a+1)x_1 + 2x_2 = 0 \\ 3ax_1 + (a+2)x_2 = 0 \end{cases} $

代数学連立一次方程式行列式固有値線形代数
2025/7/22

1. 問題の内容

与えられた連立一次方程式が自明でない解を持つような aa の値を求める問題です。連立方程式は以下の通りです。
\begin{cases}
(a+1)x_1 + 2x_2 = 0 \\
3ax_1 + (a+2)x_2 = 0
\end{cases}

2. 解き方の手順

連立一次方程式が自明でない解を持つための条件は、係数行列の行列式が0となることです。係数行列は以下の通りです。
\begin{pmatrix}
a+1 & 2 \\
3a & a+2
\end{pmatrix}
行列式を計算します。
\det \begin{pmatrix}
a+1 & 2 \\
3a & a+2
\end{pmatrix} = (a+1)(a+2) - 2(3a) = a^2 + 3a + 2 - 6a = a^2 - 3a + 2
行列式が0となる条件は以下の通りです。
a^2 - 3a + 2 = 0
これを因数分解すると、
(a-1)(a-2) = 0
したがって、a=1a=1 または a=2a=2 となります。

3. 最終的な答え

a=1,2a = 1, 2

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