与えられた連立一次方程式 $\begin{cases} x - y + 2z = 3 \\ 2x + 2y - 3z = 1 \\ 3x + y - z = 5 \end{cases}$ の解が存在するかどうかを調べる問題です。解が存在する場合は、その解を求める必要があります。

代数学連立一次方程式ガウスの消去法線形代数解の存在性
2025/5/25
はい、承知いたしました。

1. 問題の内容

与えられた連立一次方程式
$\begin{cases}
x - y + 2z = 3 \\
2x + 2y - 3z = 1 \\
3x + y - z = 5
\end{cases}$
の解が存在するかどうかを調べる問題です。解が存在する場合は、その解を求める必要があります。

2. 解き方の手順

この連立一次方程式を解くために、ガウスの消去法(掃き出し法)を用います。
まず、方程式を行列で表現します。
$\begin{pmatrix}
1 & -1 & 2 & 3 \\
2 & 2 & -3 & 1 \\
3 & 1 & -1 & 5
\end{pmatrix}$
次に、この行列を階段行列に変形します。
2行目から1行目の2倍を引きます。
$\begin{pmatrix}
1 & -1 & 2 & 3 \\
0 & 4 & -7 & -5 \\
3 & 1 & -1 & 5
\end{pmatrix}$
3行目から1行目の3倍を引きます。
$\begin{pmatrix}
1 & -1 & 2 & 3 \\
0 & 4 & -7 & -5 \\
0 & 4 & -7 & -4
\end{pmatrix}$
3行目から2行目を引きます。
$\begin{pmatrix}
1 & -1 & 2 & 3 \\
0 & 4 & -7 & -5 \\
0 & 0 & 0 & 1
\end{pmatrix}$
最後の行が 0=10 = 1 を意味するため、この連立一次方程式は解を持ちません。

3. 最終的な答え

解なし

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