与えられた連立一次方程式が解を持たないことを示す問題です。連立一次方程式は以下の通りです。 $x + 2y + 3z = 4$ $2x - 3y - z = -1$ $2x + y + 3z = 0$

代数学連立一次方程式解の存在線形代数
2025/5/3

1. 問題の内容

与えられた連立一次方程式が解を持たないことを示す問題です。連立一次方程式は以下の通りです。
x+2y+3z=4x + 2y + 3z = 4
2x3yz=12x - 3y - z = -1
2x+y+3z=02x + y + 3z = 0

2. 解き方の手順

解がないことを示すには、いくつか方法があります。ここでは、連立方程式を解こうと試み、矛盾が生じることを示す方法を取ります。
まず、1番目の式と3番目の式を使って xx を消去します。
1番目の式を 2-2 倍すると、
2x4y6z=8-2x - 4y - 6z = -8
これに3番目の式を加えると、
(2x4y6z)+(2x+y+3z)=8+0(-2x - 4y - 6z) + (2x + y + 3z) = -8 + 0
3y3z=8-3y - 3z = -8
次に、1番目の式を2-2倍して2番目の式を加えることでxxを消去します。
2(x+2y+3z)=2(4)-2(x + 2y + 3z) = -2(4)
2x4y6z=8-2x - 4y - 6z = -8
これに2番目の式を加えると、
(2x4y6z)+(2x3yz)=8+(1)(-2x - 4y - 6z) + (2x - 3y - z) = -8 + (-1)
7y7z=9-7y - 7z = -9
ここで、2つの式が得られました。
3y3z=8-3y - 3z = -8
7y7z=9-7y - 7z = -9
最初の式を7-7倍すると、21y+21z=5621y + 21z = 56が得られます。
次の式を3-3倍すると、21y+21z=2721y + 21z = 27が得られます。
これらの式は、21y+21z21y + 21zが同時に56と27に等しいことを示しています。これは矛盾です。

3. 最終的な答え

上記の計算から、与えられた連立一次方程式は解を持たないことが示されました。

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