与えられた4元連立一次方程式を解く問題です。 連立方程式は以下の通りです。 $x + y + z + w = 1$ $2x + 3y - 2z + 3w = 2$ $2x + y + 6z + w = 2$ $-x - 2y + 3z - 2w = 2$

代数学連立一次方程式ガウスの消去法線形代数
2025/6/19

1. 問題の内容

与えられた4元連立一次方程式を解く問題です。
連立方程式は以下の通りです。
x+y+z+w=1x + y + z + w = 1
2x+3y2z+3w=22x + 3y - 2z + 3w = 2
2x+y+6z+w=22x + y + 6z + w = 2
x2y+3z2w=2-x - 2y + 3z - 2w = 2

2. 解き方の手順

ガウスの消去法を用いて解きます。まず、拡大係数行列を作成します。
$\begin{bmatrix}
1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\
2 & 3 & -2 & 3 & 2 \\
2 & 1 & 6 & 1 & 2 \\
-1 & -2 & 3 & -2 & 2
\end{bmatrix}$
1行目を基準にして、2行目から2倍、3行目から2倍、4行目に1行目を足します。
$\begin{bmatrix}
1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\
0 & 1 & -4 & 1 & 0 \\
0 & -1 & 4 & -1 & 0 \\
0 & -1 & 4 & -1 & 3
\end{bmatrix}$
2行目を基準にして、3行目に2行目を足し、4行目にも2行目を足します。
$\begin{bmatrix}
1 & 1 & 1 & 1 & 1 \\
0 & 1 & -4 & 1 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\
0 & 0 & 0 & 0 & 3
\end{bmatrix}$
最後の行は 0x+0y+0z+0w=30x + 0y + 0z + 0w = 3 を意味し、これは矛盾です。

3. 最終的な答え

与えられた連立方程式は解を持ちません。

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